ARM7与FPGA整合应用：多通道检控解决方案

"ARM7与FPGA相结合的应用，用于工业控制中的多通道故障检测和命令控制。" 在工业控制系统中，多通道故障检测和命令控制是常见的需求。然而，传统的CPU芯片由于其外部接口资源有限，往往难以胜任此类多任务的处理工作。在这种情况下，采用ARM7处理器与FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）相结合的方式可以有效地解决这个问题。本文以Atmel公司的ARM7处理器AT91FR40162和ALTERA公司的Cyclone II FPGA为例，阐述了如何利用这种组合来扩展检测和控制通道。 1. 系统架构 系统的核心是ARM7处理器和FPGA的协同工作。ARM芯片通过数据总线、地址总线和读写控制线与FPGA相连，同时通过串口与远程PC进行通信。FPGA则与目标设备通过命令控制总线和故障检测总线交互，实现了对多个通道的实时监控和控制。 2. 故障检测与命令控制 - 故障检测：每个检测通道的故障状态以高低电平表示。当发生故障时，ARM控制器会通过定时中断循环查询各个通道的状态。它通过地址总线在FPGA中译码并读取电平值，然后在数据总线上返回ARM进行判断，最终将判断结果发送到远程终端。这种方法避免了因外部中断源限制和短暂干扰导致的虚假报警问题。 - 命令控制：ARM芯片接收并解析主控端的命令，随后通过地址总线和数据总线将命令状态传输到FPGA，由FPGA进一步分配给相应的控制通道。 3. ARM与远程终端通信 ARM7处理器利用串口与远程检测控制终端（通常是PC）进行RS232标准的通信。为了适应RS232电平标准，ARM芯片上的TTL电平需要通过MAX232芯片转换。对于远距离通信，发送和接收两端还需要额外的RS232转RS转换器以确保信号的稳定传输。 总结，ARM7与FPGA的结合为工业控制提供了灵活且可扩展的解决方案。通过ARM的处理能力和FPGA的可编程性，可以构建出能处理多通道故障检测和命令控制的复杂系统，同时有效解决了传统CPU接口资源不足的问题。这种方式在确保系统性能的同时，也降低了硬件成本，提高了系统的可靠性。