ARM与FPGA的接口实现

《ARM和FPGA协同实现高速Hadamard单像素相机的研究》篇一ARM与FPGA协同实现高速Hadamard单像素相机的研究一、引言随着科技的进步和数字成像技术的发展，单像素相机以其独特的技术优势，如高空间分辨率、高信噪比和低功耗等特性，在科研和工业应用中得到了广泛的关注。

其中，Hadamard单像素相机以其快速成像和良好的图像质量，成为了当前研究的热点。

本文将探讨如何利用ARM和FPGA的协同作用，实现高速Hadamard单像素相机的设计与应用。

二、Hadamard单像素相机技术概述Hadamard单像素相机是一种基于Hadamard变换的编码型相机。

通过与特殊的Hadamard编码/解码矩阵结合，它可以提高单像素成像的精度和速度。

由于其对光的快速处理和可编码的特点，它已广泛应用于多模式光测量系统。

三、ARM与FPGA协同设计的必要性ARM是一种广泛使用的微处理器架构，具有强大的控制能力和灵活的扩展性。

而FPGA（现场可编程门阵列）则具有强大的并行处理能力和可定制性。

将ARM和FPGA结合起来，可以充分利用两者的优势，实现对数据的快速处理和精准控制。

对于高速Hadamard单像素相机而言，需要强大的数据传输能力和高速的处理能力，而ARM与FPGA的协同设计正是满足这一需求的最佳选择。

四、ARM与FPGA协同实现高速Hadamard单像素相机的设计1. 硬件设计：设计一个以ARM为核心的控制系统，负责整个相机的控制和数据处理。

同时，使用FPGA作为数据处理单元，实现对数据的快速处理。

通过ARM与FPGA的高速通信接口，实现数据的快速传输。

2. 软件设计：在ARM端设计一个主控制器程序，实现对整个系统的控制和监控。

在FPGA端设计一个数据处理解码器程序，利用Hadamard变换对接收到的数据进行处理和解码。

通过主控制器与数据处理解码器的协同工作，实现对数据的快速处理和高质量成像。

五、实验结果与分析通过实验验证了ARM与FPGA协同实现高速Hadamard单像素相机的可行性和有效性。

fpga arm联合原理FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，而ARM（Advanced RISC Machines）则是一种基于精简指令集（RISC）的处理器架构。

本文将探讨FPGA和ARM的联合原理，即在FPGA中实现ARM处理器的设计和应用。

我们来了解一下FPGA。

FPGA是一种可编程逻辑器件，可以通过编程来实现不同的数字电路功能。

与传统的固定功能集成电路（ASIC）相比，FPGA具有灵活性和可重构性，能够根据需要进行重新编程，使其适用于多种应用场景。

FPGA的核心是由大量的可编程逻辑单元（CLB）和可编程互连资源（IOB）组成的，可以通过内部连接和外部引脚与其他电路元件进行通信。

而ARM是一种处理器架构，被广泛应用于各种嵌入式系统和移动设备中。

ARM处理器以其低功耗、高性能和高度灵活的特性而闻名。

ARM处理器采用了精简指令集（RISC）的设计理念，使其指令集简洁而高效，能够在有限的资源下提供强大的计算能力。

将FPGA和ARM结合起来，可以充分发挥两者的优势，实现更灵活、高性能的系统设计。

在FPGA中实现ARM处理器的设计主要通过将ARM的RTL（Register-Transfer Level）描述转化为FPGA可编程逻辑的实现方式。

具体而言，可以使用硬件描述语言（HDL）如VHDL 或Verilog来编写ARM处理器的RTL描述，然后使用FPGA开发工具将其综合为FPGA的配置文件。

在配置文件中，ARM处理器被映射到FPGA的CLB和IOB资源中，以实现ARM指令的执行和数据处理。

通过FPGA实现ARM处理器的设计具有多个优势。

首先，FPGA可以提供更大的逻辑资源和存储容量，可以容纳更复杂的ARM处理器设计和更丰富的外设接口。

其次，FPGA的可编程性使得ARM处理器可以根据需要进行灵活的配置和优化，以满足不同应用场景的需求。

此外，FPGA具有较低的功耗和较高的计算性能，可以为ARM处理器提供更好的运行环境。

fpga arm联合原理FPGA（现场可编程门阵列）和ARM（高级微处理器）是两种常见的硬件技术，在计算机领域发挥着重要作用。

本文将探讨FPGA和ARM 的联合原理，介绍它们的基本概念、特点以及相互结合的优势。

一、FPGA的基本概念与特点FPGA是一种可编程逻辑器件，由大量的可编程逻辑单元和可编程互连资源组成。

它的主要特点是灵活性和可重构性。

与传统固定功能集成电路相比，FPGA可以根据用户的需求进行灵活的编程和配置，实现各种不同的功能。

这使得FPGA在许多领域中具有广泛的应用，如数字信号处理、通信、嵌入式系统等。

二、ARM的基本概念与特点ARM是一种基于RISC（精简指令集计算机）架构的微处理器。

它具有高性能、低功耗、可扩展性和易于设计的特点。

ARM处理器广泛应用于移动设备、嵌入式系统和智能家居等领域。

ARM架构提供了丰富的指令集和强大的软件生态系统，使得开发者可以方便地进行软件开发和调试。

三、FPGA与ARM的联合原理FPGA和ARM可以通过将ARM处理器与FPGA芯片相结合，实现更高性能和更灵活的系统设计。

具体来说，ARM处理器可以作为FPGA系统的主控制器，负责处理复杂的软件算法和任务调度。

而FPGA则可以作为ARM处理器的协处理器，负责高速的数据处理和硬件加速。

FPGA与ARM的结合可以发挥各自的优势。

ARM处理器具有强大的运算和控制能力，适合处理复杂的软件算法和任务调度。

而FPGA具有并行处理和定制化硬件加速的能力，可以实现高速的数据处理和特定功能的硬件加速。

通过将二者结合起来，可以充分发挥硬件和软件的优势，提高系统的性能和灵活性。

具体来说，FPGA和ARM可以通过总线接口进行通信。

ARM处理器可以通过总线接口向FPGA发送控制指令和数据，FPGA则可以通过总线接口将处理结果返回给ARM处理器。

这种方式可以实现高速的数据传输和灵活的任务分配，提高系统的整体性能。

在联合设计中，需要将ARM处理器的软件编程与FPGA的硬件编程相结合。

ARM与FPGA通信接口板设计关键词：双口RAM；乒乓操作；流控机制1 概述某项目中需设计一块通信接口板，实现ARM 2440核心板和FPGA信号处理板之间的通信，因该板交换速率达到10Mbps，要求不能频繁中断ARM处理器，且具备流控机制，设计上有一定难度，基于双口RAM设计了乒乓操作机制和流控机制，有效地降低了系统负荷。

2 电路及驱动设计2.1 接口板电路设计接口板基于两片双口RAM芯片IDT CY7C007AV实现，电路示意图如图1所示。

每片CY7C007AV有8KB的存储空间，12位地址总线，8位数据总线。

为提高端口读写效率，FPGA对ARM发送时采用乒乓操作方式，ARM对FPGA发送时采用流控方式。

由于核心板扩展槽的地址总线和数据总线位宽限制，采用两片双口RAM，一片供FPGA向ARM发送数据用，另一片供ARM向FPGA发送数据用，以下分别建成上部双口RAM和下部双口RAM。

上部双口RAM分为两部分，供FPGA采用乒乓操作方式写入数据，FPGA写完上半部后通过在EINT5上产生上升沿中断通知ARM，写完下半部后通过通过在EINT6上产生上升沿中断通知ARM。

下部双口RAM供ARM向FPGA写入数据，其接线方式与上部双口RAM类似。

两块双口RAM的电路采用对称方式，其电路如图2所示。

两片双口RAM可以互换，下部双口RAM也可供FPGA写入数据，而ARM则写入上部双口RAM。

在实际测试中，两种方式均测试过。

ARM与双口RAM连接时，采用SRAM时序，为避免/减弱二次反射，ARM与总线驱动之间加33欧的串联匹配电阻，匹配电阻靠近扩展槽的近端。

FPGA端对双口RAM的读写也采用SRAM时序，在与双口RAM连接时均串了33欧姆的匹配电阻。

由于核心板上ARM处理器距离接口板较远，接近十厘米，且核心板为四层板，总线驱动能力较弱，在ARM处理器和双口RAM之间添加四片总线驱动芯片，除增加总线驱动能力外还可通过关断总线驱动芯片，避免接口板噪声干扰核心板。

基于ARM的嵌入式系统从串配置FPGA的实现1 引言(Advanced RISC Machines)既可以认为是一个公司，也可以认为是对一类微处理器的统称，还可以认为是一项技术。

基于ARM技术的微处理器应用约占领了32位 RISC微处理器75%以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到人们生活的各个方面。

到目前为止，ARM微处理器及技术已经广泛应用到各个领域，包括工业控制领域、网络应用、消费类产品、成像和平安产品等。

(Field Programmable Gate Array)是一种高密度现场可编程规律器件，其规律功能是通过把设计生成的数据文件配置到器件内部的静态配置数据存储器(SRAM)来实现的。

FPGA具有可重复编程性,能灵便实现各种规律功能。

基于SRAM工艺的FPGA具有易失性。

系统掉电以后其内部配置数据简单走失，因此需要外接ROM保存其配置数据，系统上电后必需重新配置数据才干正常工作。

目前有两种计划可以实现，一种是用法专用的PROM，以公司FPGA，XCFxx系列PROM为例,能够提供FPGA的配置时序，上电时自动加载PROM中的配置数据到FPGA的SRAM中；另一种是在含有微处理器的系统(如系统)中采纳其他非易失性存储器如E2PROM、Flash 存储配置数据，微处理器模拟FPGA的配置时序将ROM中的数据置入FPGA。

与第一种计划相比,该计划节约成本、缩小系统体积，适用于对成本和体积苛刻要求的系统。

在便携式设计中，用法嵌入式系统和FPGA实现系统功能。

嵌入式微处理器采纳Samsung公司的ARM7TDMI系列处理器S3C44BOX：FPGA采纳Xilinx公司的Spartan-3E系列XC3S100E,采纳S3C44BOX完成对XC3S100E的配置。

取得了良好效果。

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基于FPGA的ARM与绝对式编码器的通信接口实现基于FPGA（现场可编程逻辑门阵列）的ARM（高级RISC机器）与绝对式编码器的通信接口实现，可以实现ARM处理器与外部设备的数据交互。

本文将探讨FPGA与ARM在绝对式编码器通信接口上的应用，包括通信原理、通信接口实现的关键步骤以及通信应用场景等。

绝对式编码器是一种用于测量旋转角度的装置，它可以提供高分辨率的角度测量精度。

在工业自动化、机械加工等领域中广泛应用。

FPGA是一种重构可编程逻辑门阵列，可以根据用户需求重构硬件逻辑。

ARM则是一种广泛应用于嵌入式系统的处理器架构，如ARM Cortex-M系列。

通信原理：FPGA与ARM的通信基于串行通信协议，一般采用SPI（串行外围接口）或I2C（串行总线）协议。

这两种协议在通信速率、传输距离等方面有所不同，可以根据具体需求进行选择。

接口实现步骤：1.确定通信协议：根据系统需求和绝对式编码器的通信规范，选择合适的通信协议。

2.硬件连接：连接FPGA与ARM的通信接口，一般是通过引脚连接或者片上总线连接。

3.编写通信驱动程序：在ARM上编写通信驱动程序，包括发送和接收数据的函数。

4. FPGA逻辑设计：使用VHDL或Verilog等硬件描述语言，在FPGA上实现通信接口的逻辑设计。

5.配置FPGA：将FPGA逻辑设计烧录到FPGA芯片中。

6.ARM程序使用通信接口：ARM程序通过调用通信驱动程序，与FPGA进行数据交互。

通信应用场景：1.位移测量系统：将绝对式编码器与FPGA、ARM集成，实现对位移的测量和位置控制。

2.机器人控制系统：使用绝对式编码器测量机器人关节的角度，通过FPGA和ARM进行数据处理和控制。

3.包装设备控制系统：使用绝对式编码器测量包装设备的位置和速度，通过FPGA和ARM实现位置和速度控制。

总结：基于FPGA的ARM与绝对式编码器的通信接口实现，可以实现ARM处理器与绝对式编码器之间的数据交互。

ARM与FPGA通用GPMC总线接口设计实现引言：随着计算机科学的不断发展，特别是嵌入式系统的迅速发展，ARM和FPGA的结合越来越受到关注。

ARM作为一种高性能、低功耗的处理器，广泛应用于移动设备、智能家居和工业自动化等领域。

而FPGA则具有灵活可重构的特点，可以实现各种不同的数字电路和逻辑功能。

为了实现ARM与FPGA之间的通信，我们可以采用GPMC（General-Purpose Memory Controller）总线接口。

GPMC是一种高性能、灵活的AMBA（ARM Advanced Microcontroller Bus Architecture）总线接口，主要用于处理大容量主存储器和外部设备的访问。

设计思路：1.通过FPGA实现GPMC总线控制器，与ARM处理器相连。

2.根据GPMC总线协议规范，实现数据、地址、控制和时钟信号的交互。

3.通过GPMC总线控制器，实现ARM与FPGA之间的数据传输和通信。

设计细节：1.GPMC总线控制器的设计：-实现GPMC总线接口的时序控制逻辑，包括数据传输的读写控制和时钟同步。

-实现对外设的地址和数据的读写控制。

-实现GPMC总线控制器与ARM处理器的接口逻辑。

2.GPMC总线接口的数据传输：-对于数据的读取，ARM发送读命令和地址给GPMC控制器，控制器从外设读取数据，并将数据发送给ARM。

-对于数据的写入，ARM发送写命令、地址和数据给GPMC控制器，控制器将数据写入外设。

3.GPMC总线接口的时钟同步：-ARM和FPGA可能有不同的时钟频率，需要实现时钟同步。

- 可以使用FPGA中的PLL（Phase-Locked Loop）模块，将ARM的时钟频率转换为与FPGA相同的频率。

4.GPMC总线接口的地址映射：-ARM和FPGA之间的地址映射需要一致，以确保ARM访问FPGA上的正确地址。

-可以通过使用地址转换模块来实现地址映射。

5.GPMC总线接口的信号标准：-GPMC总线接口的信号标准需要符合AMBA总线接口规范。

ARM与FPGAGPMC总线接口设计实现ARM（Advanced RISC Machine）与FPGA（Field Programmable Gate Array）GPMC（General-Purpose Memory Controller）总线接口设计实现是一种常见的系统级组件互连方式。

在许多嵌入式系统中，ARM处理器与FPGA协同工作以提供更高性能和更多功能。

通过设计和实现一个高效的总线接口，ARM处理器和FPGA可以有效地通信，实现数据传输和协作计算。

在设计ARM与FPGAGPMC总线接口时，需要考虑以下几个方面：1.电气特性：ARM和FPGA之间的总线接口需要考虑电平匹配、时序一致性等电气特性。

通常采用LVCMOS电平进行通信，同时需要保证时钟信号和数据信号的稳定性和可靠性。

2.信号传输：ARM处理器和FPGA之间的通信通路可以通过多种方式，如并行总线、串行总线、DMA等。

在设计总线接口时，需要选择合适的信号传输方式，并进行信号映射和协议转换。

3.性能优化：通过合理设计总线接口，可以优化数据传输性能，提高系统的吞吐量和响应速度。

可以采用FIFO缓冲、流水线设计等技术来提高数据传输效率。

4.数据传输协议：ARM和FPGA之间的通信需要定义数据传输协议，包括数据帧结构、数据标识符、校验和错误处理等。

通常采用标准协议如AHB、AXI等，也可以根据具体需求设计自定义协议。

基于以上考虑，下面介绍一种ARM与FPGAGPMC总线接口的设计实现方案：1.电气特性：采用LVCMOS电平进行信号传输，确保电平匹配和时序一致性。

使用适当的阻抗匹配和信号波形调整电路来提高信号质量。

2.信号传输：采用高速并行总线进行ARM和FPGA之间的数据传输。

通过并行总线数据线和控制线的映射，实现ARM处理器与FPGAGPMC之间的通信。

3.性能优化：设计FIFO缓冲器和数据流水线，提高数据传输效率。

在ARM处理器和FPGA之间增加数据缓冲和流水线处理，减少传输延迟和提高系统响应速度。

ARM与FPGA的接口实现解析ARM与FPGA（Field-Programmable Gate Array）的接口实现是指通过特定的硬件和软件设计，将ARM处理器与FPGA芯片进行连接和通信的方式。

ARM处理器是一种常见的嵌入式处理器，而FPGA芯片则是一种可编程逻辑器件，可以根据需要进行逻辑电路的重构。

1. AXI接口：AXI（Advanced eXtensible Interface）是ARM公司提供的一种高性能、低功耗的接口标准。

通过使用AXI接口，可以实现ARM和FPGA之间的高速数据传输和控制信号传递。

AXI接口提供了多个通道，包括数据通道、地址通道和控制通道，可以实现高效的数据交换。

2. AHB接口：AHB（Advanced High-performance Bus）是ARM公司提供的另一种接口标准。

AHB接口在ARM处理器和FPGA之间提供了广泛的数据和控制信号传输功能。

AHB接口可以用于实现不同速度和带宽要求的系统，同时还支持多个主设备和从设备的连接。

3. GPIO接口：GPIO（General Purpose Input/Output）接口是一种通用的数字输入/输出接口。

通过使用GPIO接口，可以实现ARM和FPGA 之间的简单的数字信号传输，例如控制信号、状态信号等。

GPIO接口通常通过引脚来实现，可以通过软件编程来控制引脚的输入和输出。

4. DMA接口：DMA（Direct Memory Access）接口是一种用于高速数据传输的接口。

通过使用DMA接口，可以实现ARM和FPGA之间的数据直接传输，减少了处理器的负载和延迟。

DMA接口通常使用内存缓冲区来存储数据，可以通过软件编程来控制数据的传输和处理。

5. UART接口：UART（Universal AsynchronousReceiver/Transmitter）接口是一种常见的串行通信接口。

通过使用UART接口，可以实现ARM和FPGA之间的串行数据传输。

arm和fpga pcie 原理ARM和FPGA之间的PCIE原理引言：现代计算机设计中采用多种不同类型的处理器和器件来实现各种功能。

ARM处理器和FPGA(Flexible Programme Gate Array)是广泛使用的两种不同类型的设备。

在一些应用中，需要将这两种设备结合在一起以实现更高的性能和灵活性。

PCIe(Peripheral Component Interconnect Express)总线协议是一种流行的用于在计算机系统中连接设备的接口标准。

本文将详细介绍ARM和FPGA之间使用PCIE进行通信的原理。

第1节：ARM和FPGA的基本介绍1.1 ARM处理器ARM处理器是一种广泛使用的32位RISC(Reduced Instruction Set Computing)架构处理器。

ARM处理器主要用于嵌入式系统和移动设备。

它以其低功耗、高性能和低成本而闻名，并且有多个系列和型号可供选择。

1.2 FPGA芯片FPGA芯片是一种可编程逻辑器件，其内部由大量可编程的逻辑元件和可编程的互连通道组成。

FPGA芯片可以按照设计者的需求进行配置，以实现各种不同的功能。

它具有灵活性和可重构性的特点，因此被广泛应用于数字电路设计和系统开发中。

第2节：PCIE总线介绍2.1 PCIE总线概述PCIe总线是一种高速串行总线协议，用于在计算机系统中连接各种外部设备。

它具有高带宽、低延迟和可扩展性的特点，能够满足现代计算机系统对数据传输的高要求。

2.2 PCIE总线工作原理PCIE总线采用点对点的拓扑结构，其中包括一个主控制器和多个从设备。

主控制器负责发起传输请求，并将数据发送到指定的从设备，从设备接收数据后进行处理。

PCIE总线采用多通道传输，可以同时进行多个并行数据传输，以提高总线带宽。

第3节：ARM和FPGA之间的PCIE通信原理3.1 ARM和FPGA之间的连接为了实现ARM和FPGA之间的PCIE通信，需要将PCIE适配器连接到ARM处理器和FPGA芯片之间。

详解ARM处理器和FPGA之间的通信技术1前言在ARM＋FPGA系统结构中，实现基于ARM的嵌入式处理器和FPGA之间通信最简单的方法就是通过异步串行接口EIARS232C。

考虑选用集成有UART(Universal Asynchronous Receiver / TraNSmitter )控制器的嵌入式处理器(例如，EP7312)，那么嵌入式处理器一侧就具有了利用异步串行接口收、发通信的能力。

然而，FPGA内部并不拥有CPU控制单元，无法处理由UART控制器产生的中断，所以FPGA 一侧不能利用现成的UART控制器构成异步串行接口，必须将UART控制器的功能集成到FPGA内部。

同一个系统中的ARM与FPGA之间属于短距离通信连接，他们之间的异步串行通信并不需要完整的UART功能，那些RS232标准中的联络控制信号线可以省略，仅仅保留收、发数据线和地线，这样给UART功能的FPGA编程实现带来了极大的省略。

嵌入式处理器EP7312带有2个支持异步串行通信RS232的16550类型的UART，UART1不仅有TX，RX，而且支持Modem控制信号，UART2只有标准的TX，RX以及地信号，刚好能够利用UART2与FPGA实现通信。

2简化UART功能的FPGA实现本文将详细地讨论简化UART功能在FPGA中的实现方法。

简单回顾一下异步串行通信的数据格式。

图2表明在异步传送中串行发送一个数据字节的位定时关系(图中没有包括奇偶校验位)。

发送一个完整的字节信息，首先是一个作为起始位的逻辑0位，接着是8个数据位，然后是1个、1＋1/2个或2个停止位逻辑1位，数据线空闲时呈现为高或1状态。

在字符的8位数据部分，先发送数据的最低位，最后发送最高位。

每位持续的时间是固定的，由发送器本地时钟控制，每秒发送的数据位个数，即为波特率。

起始位和停止位起着很重要的作用。

显然，他们标志每个字符的开始和结束，但更重要的是他们使接收器能把他的局部时钟与每个新开始接收的字符再同步。

基于ARM和FPGA的高速数据采集卡的设计与实现高速数据采集卡是一种用于实时采集高速数据的硬件设备，它可以将模拟信号转换为数字信号，并通过接口传输到计算机或其他设备进行处理。

在许多领域中，如仪器仪表、医学影像、通信等，高速数据采集卡被广泛应用。

在设计高速数据采集卡时，我们首先需要选择适合的处理器。

ARM处理器因其低功耗和高性能而成为了许多嵌入式系统的首选。

其架构简单、易于开发和应用，因此非常适合用于高速数据采集卡的设计。

同时，ARM处理器也提供了丰富的外设接口，可以方便地与其他模块进行通信和数据传输。

在数据采集过程中，我们需要将模拟信号转换为数字信号。

为此，我们可以使用FPGA芯片来实现高速的模数转换功能。

FPGA芯片具有高度可编程性和并行计算能力，可以根据需要进行灵活的配置和优化。

通过将FPGA芯片与ARM处理器进行连接，我们可以实现高速数据采集和实时处理的功能。

在实际设计中，我们可以使用一块FPGA开发板作为硬件平台。

这种开发板通常具有丰富的外设接口，并且可以方便地进行扩展和调试。

我们可以在开发板上搭建一个数据采集系统，包括模拟输入接口、ADC模块、FPGA芯片和ARM处理器。

通过适当的接口设计和数据传输协议，我们可以实现高速数据的采集和传输。

在软件开发方面，我们可以使用嵌入式操作系统来管理和控制系统。

由于ARM处理器具有丰富的外设接口和强大的计算能力，我们可以在嵌入式操作系统上开发相应的驱动程序和应用程序。

通过这些软件的配合，我们可以实现数据的采集、处理和存储等功能。

综上所述，基于ARM和FPGA的高速数据采集卡的设计与实现是一个复杂而有挑战性的任务。

通过合理的硬件设计和软件开发，我们可以实现高速数据的采集和实时处理，并且可以广泛应用于许多领域中。

随着科技的不断进步，高速数据采集卡将会发挥越来越重要的作用。

文章编号２００４李波32丁铁夫1¼ªÁÖ 长春 130033±±¾© 100039¼ªÁÖ 长春130061基于FPGA 和ARM 核处理器的通讯终端与外围设备的硬件接口以S3C4510B 为控制核心ＡＲＭ－DSP ²¢ÓÃALTERA 1K30扩展和简化S3C4510B 外设接口电路及与PCM 编码器的接口电路键盘行列扫描信号完成语音数据的串并转换功能现场可编程门阵列Ｓ３Ｃ４５１０ＢTP334.7 文献标识码ＤＳＰ数字信号处理器和ARM核处理器在嵌入式系统中得到了应用[1]¹ÊijͨѶϵͳÖն˲ÉÓÃARM 核处理器S3C4510B 设计语音降噪以及网络通讯控制等功能ＡＲＭ核处理器采用Samsung 公司S3C4510B 为控制核心[2]ECS3OLED显示器和键盘读写信号nOE以及用来复合片选的低地址总线D0选用TI 公司定点DSP 芯片TMS320C5402对PCM 语音数据的进行语音数字处理和自适应滤波三个外部中断分别为PCM 语音编码器的8K 采样信号中断和S3C4510B 控制的收发语音数据包的中断信号3 FPGA 逻辑电路设计FPGA 内部逻辑电路结构如图2²¢Óë´¦ÀíÆ÷ͼÖбêÓÐDSP 和ARM 的模块由地址线分别控制PCM ARM －DSP 和OLED 模块FPGA的PCM 模块利用1K30外接的33MHz 时钟源ＢＣＬＫＲ和8KHz 的FST ƵÂÊΪ8KHz 的／INT0语音收稿日期修回日期中科院长春光学精密机械与物理研究所青年创新基金项目作者简介1970－男1993年东北师范大学毕业从事嵌入式系统语音信号处理研究中断信号及32768Hz 消抖信号TMS320C5402用外部中断0与MC145483同时进行收发语音数据的交换图2中的／ARM_INT 为S3C4510B 发给TMS320C5402的收语音数据中断信号S3C4510B 和TMS320C5402之间的语音数据交换采用128字节打包ＴＭＳ３２０Ｃ５４０２在收到中断信号后只负责对相应RAM 读或写128个字节的语音数据置ͼ3为ARM －DSP 模块中S3C4510B 向RAM 写入语音数据其工作过程是置0然后写入语音数据写一个数据RAM 地址加1／ARM_INT 信号同时将RAM 地址复位完成一次语音数据的传送０］　／ＡＲＭ＿ＩＮＴ ＤＤ［７０］　／Ｕ＿ＫＥＹ ＩＮＴ＿ＫＥＹ　／Ｒ＿ＫＥＹ　　ＤＤ［７０］　３３ＭＨｚ Ｄ［７Ｄ［７Ｄ［７Ｄ［７有机发光二极管本终端选用RGS2912864GH000ÎÞÐë½øÐеçѹ±ä»»FPGA 内由ARM 模块译码产生OLED 的6个控制信号ＯＬＥＤ＿ＤＩＳAND4类似可得读选通信号／RD片选信号／CE本终端的键盘为4行5列／R_KEY由S3C4510B控制用来进行键盘扫描INT_KEY为键盘中断图4为KEY模块的键盘按键硬件消抖电路将系统的片外／内存储器4个外部I／O BANK定义为一个连续的64KB空间从基地址开始每个I／O BANK连续占用16KB地址空间本设计外部I／O BANK采用8位字节形式(2) FPGA中ARM模块产生控制信号用到了S3C4510B的读写信号低位地址信号的选择要根据外设定义的数据线宽度而定当处理器发出字访问信号时而进行半字访问时忽略低位地址A[0]µØÖ·×ÜÏßÒª¶ÔÓ¦Á¬½Ó可配置为8K CACHE或8K SRAM或4K CACHE加4KSRAMµ«Í¨³£ÐèÒªÏàÓ¦µÄ´æ´¢Æ÷¼þ¾ßÓÐÒÔÏÂÌØÐÔÎÞÆäËü¸±×÷ÓÃÎÞÆäËü¸±×÷ÓöÔͬһĿ±êµ¥ÔªµÄÁ½´ÎÁ¬Ðøд²Ù×÷S3C4510B芯片的I／O操作被映射为存储器操作对外部I／O连续两次的读和写可能得到不同的结果所以对S3C4510B外部I／O操作时要将存储地址映射到非CACHE空间0X4000000(4) 如果外设的响应速度较慢ＥＸＴＡＣＯＮ１寄存器加等待周期也不能满足要求时nWAIT是S3C4510B用来响应慢速外设的等待信号为方便扩展5 结束语基于S3C4510B为控制核心的通信终端简化了S3C4510B与外设的电路设计增加了终端配置的灵活性[1] 褚振勇, 翁木云. FPGA设计及应用[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社, 2002.[2] S3C4510B Electrical Data [DB／OL]. http://www.Samsung.com/S3C4510B Electrical Data. 1999.[3] MC145483 Semiconductor Technical Data [DB／OL]./MC145483 Semiconductor Technical Data. 1997.[4] 杜春雷. ARM体系结构与编程[M]. 北京: 清华大学出版社, 2003.基于FPGA和ARM核处理器的外设接口作者：吴平， 李波， 曹晓琳， 刘健， 丁铁夫作者单位：吴平,曹晓琳(中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院,研究生院,北京,100039)， 李波(吉林省建设银行,信息技术部,吉林,长春,130061)， 刘健,丁铁夫(中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033)刊名：兵工自动化英文刊名：ORDNANCE INDUSTRY AUTOMATION年，卷(期)：2004，23(5)引用次数：4次1.褚振勇.翁木云FPGA设计及应用 20022.S3C4510B Electrical Data 19993.MC145483 Semiconductor Technical Data 19974.杜春雷ARM体系结构与编程 20031.期刊论文徐跃.王太勇.赵艳菊.董靖川.李波.XU Yue.WANG Tai-yong.ZHAO Yan-ju.DONG Jing-chuan.LI Bo基于ARM和DSP的可重构数控系统-吉林大学学报（工学版）2008,38(4)针对柔性化制造的要求,构建了以ARM、DSP为基础的数控系统平台.该平台集成度高、稳定性强,能实现生产过程的高速度、高精度要求;同时巧妙利用SRAM解决了现场可编程门阵列(FPGA)动态重构中的重建时隙问题,实现了基于FOGA的可重构设计,提高了系统的柔性.在硬件基础上引入嵌入式实时操作系统RT-Linux,采用层次化软件设计,提高了数控系统运行的稳定性和任务调度的实时性.试验结果证明该方案是可行的.2.学位论文伍方辉基于嵌入式系统的E1/以太网桥接器的设计与实现2008E1/以太网桥接器是一种实现局域网到广域网E1接口数据双向传输的设备。

《ARM和FPGA协同实现高速Hadamard单像素相机的研究》篇一ARM与FPGA协同实现高速Hadamard单像素相机的研究摘要：本文着重探讨了ARM与FPGA协同工作，在实现高速Hadamard单像素相机中的应用。

首先，我们概述了单像素相机的原理及其在高速成像领域的重要性。

随后，详细介绍了ARM与FPGA的各自优势及其在系统中的具体应用，并详细阐述了Hadamard变换在单像素成像中的关键作用。

最后，通过实验验证了该系统的性能，并对其在实时图像处理中的潜在应用进行了展望。

一、引言随着科技的发展，单像素相机因其高灵敏度、低功耗等优点在众多领域得到了广泛应用。

其中，Hadamard变换因其独特的数学特性在单像素成像中发挥了重要作用。

然而，要实现高速的图像处理和传输，仅依靠单一的处理器难以满足需求。

因此，本文提出了ARM与FPGA协同实现高速Hadamard单像素相机的方案。

二、单像素相机原理及Hadamard变换单像素相机通过单次测量获取图像的全部信息，其核心在于利用压缩感知理论对图像进行编码和解码。

Hadamard变换作为压缩感知理论中的一种重要手段，能够在频域内对图像进行高效的编码。

其原理是将图像数据经过Hadamard变换后，利用测量矩阵与原始数据的内积进行重构，从而获得高分辨率的图像。

三、ARM与FPGA的协同应用（一）ARM处理器优势与应用ARM处理器具有强大的控制能力和高效的算法处理能力。

在单像素相机系统中，ARM主要负责控制整个系统的运行，包括数据采集、传输、存储以及与FPGA的通信等任务。

此外，ARM还可以对采集到的图像数据进行初步处理和分析。

（二）FPGA优势与应用FPGA（现场可编程门阵列）具有并行计算、高带宽、低功耗等优点。

在单像素相机系统中，FPGA主要负责高速图像处理和传输任务。

通过配置FPGA内部的逻辑单元，可以实现复杂的算法运算和数据处理，从而大大提高系统的处理速度和效率。

河南科技Henan Science and Technology 电气与信息工程总第877期第6期2024年3月基于ARM+FPGA实现多种类型接口数据传输的设计方法王晓旭（中国电子科技集团公司第三十九研究所，陕西西安710065）摘要：【目的】天线实时角度测量设备与天线的控制单元、环形器、信号处理、模拟器等多个外部设备之间存在多种类型的数据传输接口，为满足这些接口在互不干扰的情况下，并行完成高速、准确、无延时的数据传输。

【方法】硬件电路采用ARM+FPGA架构，以总线方式将ARM与FPGA通过地址线、数据线、读/写允许、片选、中断信号等管脚接口逻辑连接。

由ARM处理器实现主控制程序，通过Keil软件开发，C语言设计。

FPGA使用Quartus II开发环境，VHDL语言设计，采用状态机和FIFO技术实现时序、数据、信号输出的设计。

【结果结果】该方法不仅满足了多种类型数据接口并行传输的高速率、实时性要求，而且具有可扩展性。

【结论结论】该方法已经在测控产品中应用，效果显著。

关键词：ARM；FPGA；数据传输；接口中国分类号：TP311 文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2024）06-0016-04 DOI：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2024.06.003Design Method for the Achievement of Multiple Types Interfaces DataTransmission Based on ARM+FPGAWANG Xiaoxu(China Electronics Technology Corporation 39th Research Institute, Xi'an 710065, China)Abstract: [Purposes] There are many types of data transmission interfaces between the antenna real-time angle measurement device and the antenna control unit, circulator, signal processing, simulator and other external devices. In order to meet these interfaces, high-speed, accurate and non-delay data transmission is completed in parallel without interference. [Methods] The hardware circuit adopts ARM + FPGA archi⁃tecture, and the ARM and FPGA are logically connected by bus through pin interface such as address line, data line, read-write permission, chip selection, interrupt signal and so on. The main control program is implemented by ARM processor, developed by Keil software and designed by C language. FPGA uses Quar⁃tus II development environment, VHDL language design, and uses state machine and FIFO technology to achieve timing, data, signal output design. [Findings] The design method not only meets the requirements of high speed rate and real-time of parallel transmission of multiple types of data interfaces, but also has scalability. [Conclusions] The method has been applied in the measurement and control products, and the application effect is remarkable.Keywords: ARM; FPGA; data transmission; interfaces收稿日期：2023-08-24作者简介：王晓旭（1969—），男，本科，高级工程师，研究方向：科研管理。