干貨分享|基于AM4376/79 ARM+FPGA的I2C通信案例分享

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干貨分享|基于AM4376/79 ARM+FPGA的I2C通信案例分享1.1                 I2C通信核心板簡(jiǎn)介

本案例主要基于創(chuàng)龍科技的AM4376/AM4379 ARM Cortex-A9 + XilinxSpartan-6 FPGA處理器設(shè)計(jì)的異構(gòu)多核工業(yè)級(jí)核心板進(jìn)行講解：

創(chuàng)龍SOM-TL437xF是一款基于TI Sitara系列AM4376/AM4379 ARM Cortex-A9 + Xilinx Spartan-6 FPGA處理器設(shè)計(jì)的異構(gòu)多核工業(yè)級(jí)核心板。核心板內(nèi)部AM437x與Spartan-6通過(guò)GPMC、I2C通信總線連接。通過(guò)工業(yè)級(jí)B2B連接器引出LCD、CAMERA、GPMC、CAN等接口。核心板經(jīng)過(guò)專業(yè)的PCB layout和高低溫測(cè)試驗(yàn)證，穩(wěn)定可靠，可滿足各種工業(yè)應(yīng)用環(huán)境。

用戶使用核心板進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)時(shí)，僅需專注上層運(yùn)用，降低了開(kāi)發(fā)難度和時(shí)間成本，可快速進(jìn)行產(chǎn)品方案評(píng)估與技術(shù)預(yù)研。

圖 1

圖 2

1.2                 I2C通信案例功能

案例功能：在FPGA端實(shí)現(xiàn)I2C Slave，并內(nèi)置用戶可讀寫(xiě)寄存器、LED寄存器、KEY寄存器。ARM端作為Master，可通過(guò)核心板內(nèi)部與FPGA連接的I2C0接口讀寫(xiě)FPGA端I2C Slave用戶可讀寫(xiě)寄存器0x00，LED寫(xiě)寄存器0x01點(diǎn)亮或熄滅FPGA端LED（寫(xiě)1則點(diǎn)亮，寫(xiě)0則熄滅），查看KEY寄存器0x02檢測(cè)FPGA端KEY狀態(tài)。

1.3                 I2C通信操作說(shuō)明

將產(chǎn)品資料“4-軟件資料\Demo\FPGA\i2c_slave\bin\i2c_test_6slx16.bit”可執(zhí)行程序加載至FPGA端。進(jìn)入評(píng)估板文件系統(tǒng)后，執(zhí)行如下命令可查看到I2C0總線上的掛載設(shè)備，其中0x2a為FPGA端I2C Slave的地址。

Target#        mkdir/configfs

圖 3

執(zhí)行如下命令進(jìn)行用戶可讀寫(xiě)寄存器0x00的讀寫(xiě)測(cè)試。

Target#        i2cset -f -y 0 0x2a 0x00 0x55          //往寄存器0x00寫(xiě)0x55

Target#        i2cget -f -y 0 0x2a 0x00                  //讀取寄存器0x00，值為0x55

圖 4

執(zhí)行如下命令進(jìn)行LED寄存器0x01的寫(xiě)測(cè)試，實(shí)現(xiàn)FPGA端LED的亮滅控制。

Target#        i2cset -f -y 0 0x2a 0x01 0xe0          //往LED寄存器0x01寫(xiě)0xe0，點(diǎn)亮FPGA端LED5、LED6、LED7

Target#        i2cset -f -y 0 0x2a 0x01 0x00          //往LED寄存器0x01寫(xiě)0x00，熄滅FPGA端LED5、LED6、LED7

圖 5

執(zhí)行如下命令進(jìn)行KEY寄存器0x02的讀測(cè)試，實(shí)現(xiàn)FPGA端KEY的狀態(tài)檢測(cè)。

Target#        i2cget -f -y 0 0x2a 0x02           //讀取KEY寄存器0x02，值為0xe0

圖 6

       按下FPGA端按鍵KEY6并保持按下?tīng)顟B(tài)，再執(zhí)行如下命令。

Target#        i2cget -f -y 0 0x2a 0x02           //讀取KEY寄存器0x02，值為0xc0

圖 7

       按下FPGA端按鍵KEY7并保持按下?tīng)顟B(tài)，再執(zhí)行如下命令。

Target#        i2cget -f -y 0 0x2a 0x02           //讀取KEY寄存器0x02，值為0xa0

圖 8

1.4                 I2C通信管腳約束

FPGA端管腳約束請(qǐng)查看產(chǎn)品資料“4-軟件資料\Demo\FPGA\i2c_slave\project\i2c_slave_6slx16\constraints\i2c_test.ucf”文件。

1.5                 I2C通信關(guān)鍵代碼

（1）   定義I2C、LED、KEY、時(shí)鐘IO。

圖 9hdl/i2c_test.v

（2）   輸出100MHz時(shí)鐘給I2C Slave模塊。

圖 10hdl/i2c_test.v

（3）   調(diào)用I2C Slave模塊。

圖 11hdl/i2c_test.v

I2C Slave模塊程序來(lái)源參考：https://opencores.org/projects/i2cslave。

（4）   根據(jù)LED寄存器的值控制LED，并將KEY狀態(tài)值保存至KEY寄存器。

圖 12hdl/i2c_test.v

（5）   設(shè)置I2C Slave地址為0x2a。

圖 13hdl/i2cslave/i2cSlave_define.v

RTL原理圖如下所示：

圖 14