一种基于双口ram的fpga内部硬核与软核通信的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种基于双口 RAM的FPGA内部硬核与软核通信的方法。
【背景技术】
[0002] 当前电力电子领域的FPGA中硬核与软和的交换数据，一般使用总线地址映射的方 法传递数据有一定的局限性;所以采用双口ram通信方式越来越多的被使用，但是缺少一种 合理的通信协议;现有的通信方式，由于存储过程同步，因此，需要实时的中断来处理收到 的信息，CPU是使用率过高，对硬件要求也高。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是现有的双口 ram通信方式，需要实时的中断来处理收 到的信息，CPU是使用率过高，对硬件要求也高，导致成本高昂。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种基于双口 RAM的FPGA内部硬 核与软核通信的方法，在双口 RAM中开辟数据状态区域RAM#1、数据状态区域RAM#2、数据状 态区域RAM#3、数据状态区域RAM#4、数据状态区域RAM#5和数据状态区域RAM#6;所述RAM# 1 用于描述电气量、参数、命令数据的读写状态;硬核、软核通过交互读取这些读写状态来控 制双方数据的交换;所述RAM#2用于写入RAM#1中硬核收集的数据，当硬核写入数据到相关 RAM#2中，并置位RAM#1中的标志状态后，软核根据RAM#1中的状态读取RAM#2中的数据，并处 理此数据;所述RAM#3用于写入软核的命令，并置位RAM#1中的标志状态;硬核根据RAM#1中 的状态读取RAM#3中的命令，并执行;所述RAMM，用于软核硬核信息的修改；1)软核把参数 写入RAM#4中，并置位RAM# 1中的标志状态;硬核根据RAM# 1中的状态读取RAM#4中的参数， 并修改参数;2)硬核把参数写入RAM#4中，并置位RAM#1中的标志状态;软核根据RAM#1中的 状态读取RAMM中的参数，查看此参数是否正确，可靠;所述RAM#5,用于写入硬核的故障信 息，并置位RAM#1中的标志状态;软核根据RAM#1中的状态读取RAM#5中的故障代码并存储显 示;所述RAM#6,用于写入硬核故障发生时的波形信息，并置位RAM#1中的标志状态;软核根 据RAM#1中的状态读取RAM#6中的故障代码并存储显示。
[0005] 本发明的优点是:利用双口 ram的特性，在FPGA的软核硬核之间用一种高效，异步， 占用资源少的通信方式实现，提供了一种可靠并高效的通信协议，硬核软核只需经常读取 RAM#1里面很少的几个标志位，就可以知道整个通信的情况。整个存储过程是一个异步的过 程，不需要像其他的通信方式那样，需要实时的中断来处理收到的信息。大大降低了 CPU是 使用率，节省了更多宝贵的硬件资源。
【具体实施方式】
[0006] 本发明一种基于双口 RAM的FPGA内部硬核与软核通信的方法，具体步骤如下：
[0007] 在双口 RAM中开辟了 一块数据状态的区域RAM# 1，用来描述电气量，参数，命令等数 据的读写状态;硬核，软核能否方便的读取这些状态来控制双方数据的交换；
[0008] RAM#1的地址定义
[0009]
[0(
[0011] 1 · 1 · lRAM2_state(硬核读/写，软核读/写）
[0012] RAM2_state:分为三个状态0，1，2，3。0:软核空闲；1:硬核正在写RAM#2; 2:硬核写 完RAM#2; 3:软核正在读RAM#2;
[0013] 当硬核200ms发送周期时间到的时候，检测到RAM2_state! = 3，就可以向RAM2中写 [0014] 数据，写之前把RAM2_state设置为1;全部写完后把RAM2_state值2;
[0015] 软核循环读取RAM2_state，如果RAM2_state为2;则开始读取RAM#2中的数据;读之 前把RAM2_state设置为3;全部读完后把RAM2_state设置为0;
[0016] 软核可以通过判断RAM2_state状态是否能从状态0变成2,判断通信是否中断； [0017] 硬核可以通过判断RAM2_state状态是否能从状态2变成0,判断通信是否中断； [0018] 1.1.2RAM2_ID(硬核读，软核写）
[0019] RAM2_ID里面为某个从模块ID的值；
[0020]当硬核向RAM#2中写数据之前需要判断RAM2_ID的值；
[0021] 1 · 1 · 3RAM3_W_ord(硬核读，软核读/写）和RAM3_R_ord(硬核读/写，软核读)RAM3_ W_ord，RAM3_R_ord范围就是RAM#3缓冲区大小(0~31);
[0022] RAM3_W_ord:命令写指针；
[0023] RAM3_R_ord:命令读指针;偏移量:0x300;
[0024] 具体应用（RAM3_W_ord，RAM3_R_ord):
[0025] ①注会的当显示下发一个命令时
[0026] ②判断RAM3_W_ord的范围是不是在（0~31)之间，如果不是则RAM3_W_ord = 0 ; RAM3_R_ord = 0；
[0027] ③把命令写入RAM3_W_ord+0x300地址中，让RAM3_W_ord指向下一个区域；
[0028] 读命令：
[0029] (1)硬核循环读取 RAM3_W_ord，RAM3_R_ord;
[0030] (2)如果他们的范围不在(0 ~31)之间则RAM3_W_or d = 0; RAM3_R_or d = 0;
[0031] (3)如果 RAM3_W_ord! = RAM3_R_ord;则读取 RAM3_R_ord+0x300 中的命令，并执行； 让RAM3_R_ord指向下一个区域；
[0032] 1.1.4RAM4_ord,RAM4_ID,RAM4_addr,RAM4_EN0B,
[0033] RAM4_ord分别为三个状态0，1，2，3; 0:空闲；1:软核申请主板参数；2:主板参数上 传完毕，软核可以读取;3:软核修改参数，等待主板修改；
[0034] RAM4_ID:模块的ID (根据实际情况定义）
[0035] RAM4_addr:传递的数据的地址，详见参数表
[0036] RAM4_EN0B:有效数据位(000000000) 2~（1 111 111 11) 2;软核传上来的数，只有数 据的有效数据位为1时，硬核才能修改此参数；
[0037] 读参数：
[0038] (1)软核需要读取某一页数据；
[0039] (2)软核把RAM4_ID写入模块ID;
[0040] (3)软核把RAM4_addr写入传递页的数据地址；
[0041] (4)RAM4_ord = 1 ；
[0042] (5)表示软核需要读取模块ID为RAM4_ID;数据地址为RAM4_addr的数据；
[0043] (6)硬核准备好数据写入到0x340~0x342区域;并且RAM4_ord = 0x02;
[0044] (7)软核循环读取RAM4_ord如果RAM4_ord= =0x02;则开始读取0x340~0x342区 域的内容，显示到界面;读取完毕后，RAM4_ord==0;
[0045] 写参数：
[0046] (1)当人机界面发送修改参数命令；
[0047