基于FLASH SoC FPGA的智能数据采集与交互系统设计

"基于FLASH架构实现SoC数据采集与交互系统的设计与解决方案" 本文主要讨论的是如何利用基于FLASH架构的System-on-Chip (SoC) FPGA来设计一个能够实现数据采集与互联网交互的系统。随着以太网技术的广泛应用，传统UART通信方式的局限性逐渐显现，无法满足远距离传输和互联网接入的需求。因此，开发一个能够通过以太网进行数据交互的系统变得至关重要。 系统的核心是Microsemi（Actel）公司的Smart Fusion2 SoC FPGA，它集成了FLASH架构和ARM Cortex-M3处理器。Smart Fusion2器件通过Fabric架构支持多路UART接口，用于采集外部设备的数据。这些数据经过并/串转换后存储在Fabric的双端口RAM中。Cortex-M3处理器通过AHB/APB总线矩阵访问这些数据，并通过以太网接口将数据发送到PC，以网页形式呈现。同时，Cortex-M3也可以接收来自PC的指令，通过相同的路径传送到外部终端设备，实现双向通信。网页内容存储在Smart Fusion2的内部FLASH中，Cortex-M3运行实时操作系统FreeRTOS，负责任务调度。系统采用了静态IP地址配置，Cortex-M3与Fabric之间通过AHB总线进行通信。 系统硬件设计包括三个主要部分：PHY物理层模块负责以太网的物理连接和数据传输；SoC的Cortex-M3内核作为主控制器，处理数据和指令；以及FPGA系统，它提供灵活的接口和逻辑处理功能，如UART接口和Fabric架构。 图1展示了系统设计的结构框图，清晰地描绘了各模块间的相互作用和数据流路径。这样的系统设计不仅实现了远距离数据传输，还允许用户通过互联网远程访问和控制数据采集设备，极大地扩展了数据采集系统的应用范围和实用性，尤其适用于工业控制、智能家居、安全监控等领域。