fpga并口转串口（lpt并口）

1GPMC并口简介

GPMC（通用内存控制器）是TI 处理器独有的通用内存控制器接口。它是AM335x、AM437x、AM5708、AM5728 等处理器与外部存储设备连接的专用接口，例如：

类似于异步SRAM 存储器和专用集成电路(ASIC) 器件。

异步、同步和页模式（仅限非复用模式）突发NOR 闪存器件。

NAND闪存。

ADC器件。

图1GPMC概述

2GPMC并口特点

为什么工业现场与FPGA/ADC通信时更喜欢使用GPMC接口？本文给出了三个原因，即：高带宽、丰富的连接方式、灵活的配置。详情如下：

PS：下面将介绍基于AM570x GPMC的ARM+FPGA通信案例和多路AD（AD7606/ADS8568）采集综合案例。

(1)高带宽，速率可达100MB/s以上

以AM57x为例，通过GPMC接口与FPGA连接，使用DMA读取FPGA侧的数据。速度可达69MB/s。事实上，通过配置GPMC接口的时序参数和不同的工作模式，速度可以超过100MB/s。

(2)丰富的连接方式，灵活的8位和16位异步存储器接口

由于有16个信号引脚gpmc_ad[15:0]支持地址线和数据线的复用和非复用模式，GPMC与外设的连接方式变得非常丰富，可以与多种外部设备进行通信，例如作为：

外部异步或同步8位宽存储器或设备（非突发设备）

外部异步或同步16位宽存储器或设备

外部16位非复用NOR Flash器件

外部16位地址和数据复用NOR Flash器件

外部8位和16位NAND闪存设备

外部16位伪SRAM（pSRAM）器件

下面介绍几种连接方式。

1）16-bit Address/Data Multiplexed（地址线和数据线复用模式）

图2

2）16-bit Non Multiplexed（地址线和数据线非复用模式）

图3

3）8-bit Non Multiplexed（地址线和数据线非复用模式）

图4

4）8-bitNAND（仅使用数据线模式）

该模式适用于不需要地址线的情况，例如将GPMC连接到NAND FLASH。 NAND FLASH不需要地址线，通过数据线D[x:0]发送读写命令来读/写数据。

图5

(3) 配置灵活，最多有8个片选

GPMC 基本编程模型提供了最大的灵活性，支持八种具有不同时序参数和位宽配置的可配置芯片选择。可以根据外部器件的特性使用最佳的片选设置。

可选择不同的协议来支持通用异步或同步随机存取器件（NOR flash、SRAM）或支持特定的NAND器件。

地址和数据总线可以复用在同一外部总线上。

读写访问可以独立定义为异步或同步。

系统请求（字节、16位字、突发）通过单次或多次访问发出。外部设备访问配置文件（单个或多个优化突发长度、本机数据包或模拟数据包）基于外部设备特性（支持的协议、总线宽度、数据缓冲区大小、本机数据包支持）。

系统突发读或写请求是同步突发（多次读或多次写）。在缺乏外部存储器或ASIC 设备支持的突发或页面模式的情况下，系统将突发读或写请求转换为连续的单次同步或异步访问（单次读取或单次写入）。仅在单同步或单异步读写模式下支持8 位宽设备。

为了模拟可编程内部等待状态，可以监视外部等待引脚，以在开始时（初始访问时间）和突发访问期间动态控制外部访问。

图6GPMC框图

3GPMC并口应用案例

创龙科技基于AM5708和AM5728设计的工业评估板——TL570x-EVM和TL5728-EasyEVM由核心板和评估基板组成。核心板经过专业PCB Layout和高低温测试验证。稳定可靠，可满足运动控制、工业PC、机器视觉、智能电力、视频监控等工业应用环境。

* AM5708

图7SOM-TL570x核心板

图8TL570x-EVM开发板

*AM5728

图9SOM-TL5728核心板

图10TL5728-EasyEVM开发板

图11

本文讲解基于AM570x GPMC的ARM+FPGA通信案例和多路AD采集综合案例。

3.1基于GPMC的ARM + FPGA通信案例

3.1.1案例功能

DSP端使用EDMA将数据移动到指定的内存空间物理地址（GPMC片选基地址），然后读回数据保存到DSP端L2SRAM，并验证数据读写的正确性，并计算数据读写速率。 ARM端通过MessageQ将读写地址和读写大小发送给DSP端。 DSP端读写相应的内存空间，并将传输时间和传输速率返回给ARM端。 GPMC的初始化由ARM端驱动程序实现。

程序工作流程框图如下所示。

图12

3.1.2案例测试

通过TL-HSAD-LX-PinBoard转接板和软电缆将TL-HSAD-LX采集卡插入TL570x-EVM评估板的GPMC扩展接口J5，并使用5V2A电源给TL-HSAD-LX采集供电卡供电、硬件连接图如下。

图13

图14 测试结果

单次EDMA传输的数据大小为2KByte（0x800），总周期为100次。如果需要再次测试读写速度，请重新运行DSP程序。

从上图可以看出，本次测试的误码率为0%（errcnt: 0）；平均写入时间约为101us，写入速率约为38.53MB/s；平均读取时间约为118us，读取速率约为118us。约32.98MB/秒。

注：本测试板通过软电缆连接。软电缆的长度会影响误码率和读写带宽。目前测得的最高速率为38.53MB/s（写入速率）。如果FPGA设计在背板上，最高速率可以达到69MB/s（写入时间为28us）

3.2基于GPMC的多通道AD采集综合案例

3.2.1案例功能

AM570x DSP使用EDMA通过GPMC接口采集AD7606或ADS8568模块的8通道AD信号。同时DSP对6路AD信号进行FFT处理。最后对FFT处理后的8通道时域数据和6通道频域数据进行处理。数据保存到DSP端L2SRAM中，通过仿真器和CCS软件可以查看相应通道的时域波形和频域波形。

程序将通道0的时域数据和FFT处理后的频域数据保存到CMEM（共享内存）空间，通过IPC组件通知ARM端读取该通道的时域数据和频域数据，并使用Qt将时域数据显示在LCD显示屏上进行波形绘制，最后将数据保存到文件中。

本例中AD7606模块的采样周期默认配置为6us，即采样率约为167KHz；配置的ADS8568模块的采样周期为5us，即采样率为200KHz。程序流程图如下：

图15

3.2.2案例测试

将创龙的TL7606I（AD7606）模块或TL8568I（ADS8568）模块插入评估板的GPMC扩展接口，并为模块提供独立电源。 TL7606I模块使用5V供电，将J1跳线帽接0，使用5V量程。 TL8568I模块使用12V电源，软件已配置为12V范围。

将待测模块的输出通道正确连接至信号发生器。信号发生器输出频率为4KHz、峰峰值为2Vpp（即幅度为1V）的正弦波信号。被测信号电压不能超过模块范围，否则可能损坏模块。评估板连接到LCD显示器，并通过仿真器连接到PC。硬件连接图如下：

图16TL7606I模块硬件连接图

图17TL7606I模块硬件连接图

图18TL8568I模块硬件连接图

运行程序后，可以在LCD显示屏上看到通道0的时域波形和频域波形。

图19 时域波形

图20 频域波形