学校里学习单片机还是很常见的,大家对单片机都是使用起来得心应手的。另外学习VHDL语言也好,工作后学习verilog也好,对FPGA相信也都是能编写些简单的应用。然后总在说SOC多么好,但很少把两者放在一个片子内编程的经历。

今天对京微雅格的SOC方案比较感兴趣,京微雅格是国内第一家能把FPGA和MCU合并在一起实现SOC功能的芯片,话不多说,直接进入主题。

把FPGA和MCU放在一个芯片里,我们最关心的是两者是如何协同工作的,如果是以前,两者会通过MCU的BUS进行通讯,这样就要占用P0和P2,要么通过其它接口进行通讯。但是两者都放在一起了,如何实现数据和资源共享呢?

先说一下京微雅格M5中的MCU的特性。M5中的51单片机是不含P0和P2这组BUS的,也就是说P0、P1、P2都是正常的输入输出口,P0和P2不再复用总线和地址功能。为了解决数据传输,设计了External Memory Interface(EMIF)接口总线。

EMIF接口分为同步时序和异步时序:

在EMIF接口中,输入与输出都是以MCU为中心的,memdatai对MCU来说是输入,对存储器来说就是输出了,同理memdatao对MCU是输出。

clkemif:emif接口的时钟,可以用MCU的时钟,也可以用FPGA的时钟。

memdatai: 对MCU来说输入数据总线,8位宽,MCU用来读入数据。

memdatao: 对MCU来说输出数据总线,8位宽,MCU用来写入数据。

memrd:MCU发出的读信号

memwr:MCU发出的写信号

memack:存储器反馈给MCU的信号,在MCU进行读时,反馈的信号表示数据有效;在MCU进行写时,反馈的信号表示数据已收到并锁存。
如上图EMIF接口读时序,MCU先给出地址,然后给出读信号,存储器应该在送出有效数据的时候,把memack脉冲也送出。如图中的时钟4和时钟9的上升沿。

如上图EMIF接口写时序,MCU先给出地址和数据,在数据有效的时候,发出memwr的写指令。存储器在收到数据锁存时,把memack脉冲也送出。如图中的时钟4和时钟9的上升沿。

无论读还是写,memack都需要至少比memwr或memrd晚一拍,不能跟读写信号同时有效。控制信号“memrd”,“memwr”和“memack”位于clkemif 域中,在clkemif上升沿中产生。“memrd”,“memwr”和“memack”为控制信号,如果操作时,没有有效的memack发送至8051核中,“memrd”,“memwr”和“memack”控制信号以及memaddr和memdatao总线将被延长。(未完待续)
 

作者:京微雅格FAE 杨鹏君