[经验]

【Artix-7 50T FPGA试用体验】基于7A50T FPGA开发套件的工业通信管理机设计（五）结项

2016-12-27 10:36:50

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【Artix-7 50T FPGA试用体验】基于7A50T FPGA开发套件的工业通信管理机设计（一）

【Artix-7 50T FPGA试用体验】基于7A50T FPGA开发套件的工业通信管理机设计（二）

【Artix-7 50T FPGA试用体验】基于7A50T FPGA开发套件的工业通信管理机设计（三）AXI接口

【Artix-7 50T FPGA试用体验】基于7A50T FPGA开发套件的工业通信管理机设计（四）自定义IP封装
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Microblaze系统搭建

然后使用本自定义IP创建基于MicroBlaze的片上系统，前期为了调试方便，因此只添加了4个本IP。主要是手头最多能找到4个USB转串口的模块，能够与PC机连接，使用MODBUS SLAVE软件进行模拟设备调试。

MicroBlaze程序设计关键数据结构

要想对通信管理机上的众多外设如16个自定义IP进行合理有序的管理，并保证数据流的正确传递，系统的数据结构设计必须巧妙。以下为针对本项目设计的串口的数据结构体：

typedef struct {

uint8_t cmd_sum; //命令总数

uint8_t cmd_index; //当前命令号

uint8_t resend_sum; //重发次数

uint8_t resend_index; //当前重发次数

} SLAVE_STRUCT_TYPEDEF;

typedef struct {

uint32_t uart_base;

uint32_t uart_irq_ic_id;

uint8_t uart_irq;

uint16_t irq_mask;

void *uart_irq_isr;

uint32_t bps; //波特率

uint32_t timeout_period; //接收超时时间

uint16_t MDP_period_cnt;

uint8_t MDP_period_cnt_en;

uint8_t slave_index; //串口当前操作的设备编号

uint8_t slave_sum; //串口所挂的设备总数

uint8_t uart_rx_status; //串口收状态

uint8_t uart_tx_status; //串口发状态

uint8_t uart_tx_fifo_len; //串口发送fifo指针长度

uint8_t uart_rx_fifo_len; //串口接收fifo指针长度

uint8_t uart_rx_fifo_len_temp; //串口接收fifo指针长度缓存

uint8_t uart_rx_fifo[256]; //接收fifo

uint8_t uart_tx_fifo[256]; //发送fifo

SLAVE_STRUCT_TYPEDEF slave[16];

} MDPORT_STRUCT_TYPEDEF;

使用时，用到多少个自定义串口外设，就使用该结构体类型定义多少个串口变量，然后，就可以通过结构体引用来直接调用相关元素了。在实际使用时，uart_rx_fifo和uart_tx_fifo两个256字节的fifo严重浪费内存空间，因此可以将其从结构体中剔除，直接定义为全局变量。

系统调试方案

后期调试是一个非常大的项目，为了方便调试，因此使用Modbus Slave软件模拟MODBUS从站，以让使用7A50T设计的通信管理机能够直接访问到有效数据。

调试系统为一根网线连接PC，两个USB转串口通过HUB连接到PC，并和上位机Modbus Slave软件连接。

预期效果

运行MicroBlaze处理器，将以1秒钟的速率持续通过两个串口访问PC机上模拟的Modbus Slave主机，并将读到的数据处理后存储起来，等到PC网络上位机发出总召命令，就将处理后的数据按照指定格式，使用IEC104协议上传到PC机后台，以实时显示。在后台软件上发出控制命令，数据将通过网络协议传给7A50T板卡，然后经过分析处理后，再将需求信息通过对应的串口发送到PC上模拟的设备，改写对应的数据内容。

总结

项目到此，不得不很遗憾的宣告失败，时间有限，对于我来说，之前从没接触过Xilinx的相关内容，以为凭着之前在Altera SOPC技术上的积累，能够快速上手Xilinx的MicroBlaze应用，但是目前来说，我还是图样图森破，也是因为没有真正全身心的投入到Vivado软件的学习和使用中，因此，最终的自定义IP封装都是在朋友的指导下才最终完成，在搭建MicroBlaze处理器系统时，纠结了好久，到现在为止，也有若干问题没解决，整个硬件项目依旧无法route通过，由于我现在是一个人创业，没有稳定的收入，因此也没办法再花太多的时间在这个不熟悉的技术上。所以，还是很感谢安富利、感谢电子发烧友论坛，感谢Cici。未能很好的完成此试用项目，我也很遗憾。