为何TI的GPMC并口，更常被用于连接FPGA、ADC？我给出3个理由

1. GPMC并口简介

GPMC(General Purpose Memory Controller)是TI处理器特有的通用存储器控制器接口，是AM335x、AM437x、AM5708、AM5728等处理器专用于与外部存储器设备的接口，如：

类似于异步SRAM内存和专用集成电路(ASIC)设备。异步，同步，和页面模式（仅适用于非复用模式）突发NOR闪存设备。NAND闪存。ADC器件。

图 1 GPMC概述

2.GPMC并口特点

为什么工业领域在与FPGA/ADC通信的时候，更喜欢使用GPMC接口呢？本文给出3个理由，那就是：高带宽、连接模式丰富、配置灵活 。具体如下：

PS：下文将介绍基于AM570x GPMC的ARM + FPGA通信案例、多通道AD(AD7606)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，采用DMA的方式读取FPGA端的数据，速度可达69MB/s，实际上通过配置GPMC接口的时序参数和不同工作模式，速率可超过100MB/s。

（2）连接模式丰富，灵活的8位和16位异步存储器接口

由于有gpmc_ad[15:0] 16个信号引脚可支持地址线与数据线复用和非复用模式，这让GPMC与外设的连接模式变得很丰富，可以和宽范围的外部设备通信，如：

外部异步或同步8-bit位宽内存或设备（非突发设备）外部异步或同步16-bit位宽内存或设备外部16-bit非复用NOR Flash设备外部16-bit地址和数据复用NOR Flash设备外部8-bit和16-bit NAND Flash设备外部16-bit伪SRAM(pSRAM)设备

下面介绍几种连接模式。

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

图 2

2）16-bit Nonmultiplexed（地址线与数据线非复用模式）

图 3

3）8-bit Nonmultiplexed（地址线与数据线非复用模式）

图 4

4）8-bit NAND（仅使用数据线模式）

此模式适用于无需地址线的场合，例如GPMC与NAND FLASH连接。NAND FLASH无需地址线，通过数据线D[x:0]发送读写命令，进行数据读取/写入。

图 5

（3）配置灵活，具有多达8个片选

GPMC基本编程模型提供了最大的灵活性，以支持八个可配置片选中不同的时序参数和位宽配置。可根据外部设备的特点，使用最佳的片选设置。

可选择不同的协议，以支持通用异步或同步随机访问设备（NOR闪存，SRAM）或支持特定的NAND器件。地址和数据总线可在同一个外部总线上复用。读和写访问可独立定义为异步或同步。系统请求（字节，16位字，突发）是通过单次或多次访问进行。外部设备访问配置文件（单或多个优化的突发长度，本地包或仿真包）是基于外部设备特性（支持协议，总线宽度，数据缓冲区大小，本地包支持）。系统突发读或写请求是同步突发（多个读，或多个写）。在没有突发或页面模式时是由外部存储器或ASIC设备支持，系统突发读或写请求转换为连续单一的同步或异步访问（单一读，或单一写）。仅在单一同步或 单一异步读或写模式下支持8位宽的设备。

为了模拟一个可编程的内部等待状态，一个外部等待引脚可被监控，以在开始（初始访问时间）和突发访问期间动态的控制外部访问。

图 6 GPMC框图

3.GPMC并口应用案例

创龙科技基于AM5708、AM5728设计的工业评估板——TL570x-EVM、TL5728-EasyEVM，由核心板和评估底板组成。核心板经过专业的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、视频监测等工业应用环境。

* AM5708

图7 SOM-TL570x核心板

图8 TL570x-EVM开发板

* AM5728

图9 SOM-TL5728核心板

图10 TL5728-EasyEVM开发板

图 11

本文讲解基于AM570x GPMC的ARM + FPGA通信案例、多通道AD采集综合案例。

基于GPMC的ARM + FPGA通信案例

案例功能

DSP端使用EDMA将数据搬运到指定的内存空间物理地址（GPMC片选基地址），再将数据读取回来并保存到DSP端L2SRAM，并校验数据读写的正确性、计算数据读写速率。ARM端通过MessageQ发送读写地址与读写大小到DSP端，DSP端读写对应内存空间，并返回传输时间及传输速率到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

案例测试

将TL-HSAD-LX采集卡通过TL-HSAD-LX-PinBoard转接板和软排线，插到TL570x-EVM评估板的GPMC拓展接口J5上，并使用5V2A电源给TL-HSAD-LX采集卡供电，硬件连接图如下。

图 13

图 14 测试结果

EDMA单次传输数据大小为2KByte(0x800)，总共循环100次。如需再次测试读写速度，请重新运行DSP端程序。

从上图可看到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32.98MB/s。

备注：本次测试板卡通过软排线的形式连接，软排线的长度会影响误码率和读写带宽，目前测得最高速率为38.53MB/s（写入速率）。如将FPGA设计于底板，最高速率可到69MB/s（写入时间为28us）

基于GPMC的多通道AD采集综合案例

案例功能

AM570x DSP端使用EDMA通过GPMC接口采集AD7606或ADS8568模块8通道的AD信号，同时由DSP端对其中6通道的AD信号进行FFT处理，最后将8通道时域数据和经FFT处理的6通道频域数据保存到DSP端L2SRAM中，可通过仿真器与CCS软件查看对应通道的时域波形和频域波形。

程序保存通道0的时域数据和经FFT处理的频域数据至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，使用Qt在LCD显示屏上进行波形绘制，最后将数据保存到文件中。

本案例默认配置AD7606模块采样周期为6us，即采样率约为167KHz；配置ADS8568模块采样周期分别为5us，即采样率为200KHz。程序工作流程框图如下所示：

图 15

案例测试

将Tronlong的TL7606I(AD7606)模块或TL8568I(ADS8568)模块插入评估板GPMC扩展接口，并对模块进行独立供电。TL7606I模块使用5V电源供电，J1跳线帽连接到0，使用±5V量程。TL8568I模块使用12V电源供电，软件已配置为±12V量程。

将模块的待测输通道正确连接信号发生器，信号发生器输出频率为4KHz、峰峰值为2Vpp（即幅值为1V）的正弦波信号。待测信号电压请勿超过模块量程，否则可能会导致模块损坏。评估板接入LCD显示屏，并通过仿真器连接到PC机。硬件连接示意图如下：

图 16 TL7606I模块硬件连接示意图

图 17 TL7606I模块硬件连接示意图

图 18 TL8568I模块硬件连接示意图

程序运行后，即可在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

以上案例详细说明、案例源码 欢迎在评论区留言，或点赞收藏。

常用的数据差错控制技术(2)-奇偶校验

大家好，我是痞子衡，是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家讲的是嵌入式里数据差错控制技术 - 奇偶校验。

在系列第一篇文章里，痞子衡给大家介绍了最简单的校验法 - 重复校验，该校验法实现简单，检错纠错能力都还不错，但传输效率实在是不高，在效率至上的大背景下，这种方法是不能容忍的。今天痞子衡继续给大家介绍另一种也非常简单但效率较高的校验法 - 即奇偶校验法。

一、奇偶校验法基本原理

1.1 校验依据

奇偶校验法的校验依据就是判断一次传输的一组二进制数据中 bit "1"的奇偶性(奇数个还是偶数个)在传输前后是否一致，所以其实奇偶检验法有两个子类：

奇校验：如果以二进制数据中 1 的个数是奇数为依据，则是奇校验

偶校验：如果以二进制数据中 1 的个数是偶数为依据，则是偶校验

一般在同步传输方式中常采用奇校验，而在异步传输方式中常采用偶校验。

1.2 奇偶校验位

为了实现奇偶校验，通常会在传输的这组二进制数据中插入一个额外的奇偶校验位(bit)，用它来确保发送出去的这组二进制数据中“1”的个数为奇数或偶数。

划重点，奇偶校验位并不是用来标记原始传输数据中 1 的个数是奇数还是偶数，而是用来确保原始数据加上奇偶校验位后的合成数据中 1 的个数是奇数或者偶数。

1.3 校验方法

常用的奇偶校验共有三种：水平奇偶校验，垂直奇偶校验校验和水平垂直奇偶校验。以对 32 位数据：10100101 10111001 10000100 00011010 进行校验为例讲解：

水平奇偶校验：对每一种数据的编码添加校验位，使信息位与校验位处于同一行。

所以加上水平偶校验位后应传输的数据是：101001010 101110011 100001000 000110101

垂直奇偶校验：将数据分为若干组，一组一行，再加上一行校验位，针对每一列采样奇校验或偶校验。

所以加上垂直偶校验位后应传输的数据是：10100101 10111001 10000100 0001101010000010

水平垂直奇偶校验：也叫 Hamming Code，其是在水平和垂直方向上进行双校验，其不仅可以检测 2bit 错误的具体位置，还可纠正 1bit 错误，常用于 NAND Flash里。这部分不属于本文要讨论的内容，痞子衡后续会专门介绍 Hamming Code。

1.4 C 代码实现

实际中水平校验法应用比较多，此处示例代码以水平奇校验为例：

安装包:codeblocks-17.12mingw-setup.exe

集成环境:CodeBlocks 17.12 rev 11256

编译器:GNU GCC 5.1.0

调试器:GNU gdb (GDB) 7.9.1

1.5 行业应用

奇偶检验比较典型的应用是在串口 UART 上，玩过 UART 的朋友肯定了解串口奇偶检验位的作用，包括下位机 MCU UART 驱动的编写，上位机串口调试助手的设置都需要注意奇偶校验位。下图是 UART 传输时序图，奇偶校验位是可选位，仅当使能时才会生效。不过作为嵌入式开发者，倒不必关注奇偶校验的具体实现，因为 MCU 的 UART 模块已经在硬件上支持了奇偶检验，我们只需要操作 UART 对应寄存器的控制位去使能奇偶检验功能即可。

二、奇偶校验法失效分析

在现实数据传输中，偶尔 1 位出错的机会最多，2 位及以上发生错误的概率比较低，且由于奇偶校验实现简单，具有相对理想的检错能力，因此得到广泛使用。但奇偶校验法有如下 2 个明显的缺陷：

奇数位误码能检出，偶数位误码不能检出

不能纠错，在发现错误后，只能要求重发。

前面讲的两种校验法实际上更多是针对 byte 传输校验，而在实际应用中我们校验的对象往往是数据包 packet，有没有其他比奇偶校验法更好且针对 packet 的检错方法呢？痞子衡在下篇会继续聊。

至此，嵌入式里数据差错控制技术之奇偶校验痞子衡便介绍完毕了，掌声在哪里~~~

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