ARM处理器与FPGA FIFO读写实践与验证

本篇文章主要探讨了ARM处理器如何与FPGA内部FIFO（First-In-First-Out，先进先出队列）进行交互，以实现高效的数据传输和管理。ARM处理器与FPGA之间的通信涉及到的关键知识点包括： 1. FIFO的基本概念： FIFO是一种特殊的存储器结构，用于顺序存取数据，特点是数据的存取遵循先进先出的原则。它通过DIN（数据输入）端口接收数据，WE_EN（写使能）和WR_CLK（写时钟）控制写入操作，同时提供FULL信号作为满标志，当FULL有效时禁止进一步写入以防止数据溢出。 2. FPGA IP核中的FIFO结构： 文章提到了使用Xilinx ISE工具中的FIFO Intellectual Property (IP) 核，该核提供了独立时钟的配置，包括DOUT（数据输出）、RD_EN（读使能）和RD_CLK（读时钟）接口，以及EMPTY信号作为空标志，用来指示FIFO是否为空，以便于ARM处理器进行读取。 3. ARM与FPGA的接口设计： 实验要求设计ARM处理器读取FIFO的状态（如FULL和EMPTY），并实现相应的逻辑控制。ARM处理器可以使用C语言编程，在嵌入式开发环境中通过GPIO（通用输入输出）接口读取FIFO的状态，或者采用存储器读取的方式获取这些信号。 4. 程序流程设计： 图3展示了ARM对FIFO的读写逻辑实现框图，包括初始化、写入数据、读取数据和状态检查等步骤。图4则展示了程序流程，强调了通过模拟器或硬件平台验证ARM对FIFO操作的正确性。 5. 实验环境： 实验使用了RCII-SP3S400开发板、ARM嵌入式开发板、ARM9TDMI JTAG仿真器、FPGA JTAG下载电缆，以及特定的软件环境，如Windows XP、Xilinx ISE 12.2、ARM SDT 2.51集成开发环境等。 6. 实验报告编写： 实验报告应详细记录实验目的、设计过程、功能实现、测试结果和分析，以及符合模板的实验报告格式。 本文档的重点在于通过实例演示如何将ARM处理器与FPGA片内FIFO集成，确保数据传输的高效性和准确性，这对于嵌入式系统和实时处理应用来说具有重要意义。