国产FPGA GW1NSR的片上资源和特性

 

第二章从新建工程开始一步一步的介绍如何写一个verilog文件实现一个流水灯，读者读完这章可以下载软件敲一下代码，步骤很详细，不懂在本贴下方留言。

 

 

第三章介绍IP核的使用，本次是使用片上的硬核CM3处理器，使用IP核配置工具使能SPI总线、UART和GPIO0，用于驱动spi接口的lcd，读完这章读者可以在硬核上使能自己想要的外设。

 

第四章介绍如何移植rtthread到硬核上。希望读完本文的读者能够基于高云的FPGA芯片和开发工具能够快速上手自己的项目。(本文为星核计划贡献者：秦韦忠作品)

 

b69337c6-2b17-11ec-82a8-dac502259ad0.png

GW1NSR介绍

b69337c6-2b17-11ec-82a8-dac502259ad0.png

高云方案商推出的板载GW1NSR的ministar开发板内嵌Cortex-M3硬核非常适合于verilog的学习。

 

可以看到GW1NSR内嵌了一个CM3的硬核，还有一个DSP，使用verilog语言可以得到任何数字电路，FPGA一般用于IO扩展，因为数字电路是并行的，能够提升MCU的性能，片上集成了一个CM3，其优势是可以减小嵌入式产品的体积，普通采用MCU+FPGA架构的产品因为使用了分立的MCU+FPGA会增加产品体积，加上目前国内MCU的缺货现状，GW1NSR在性能上要高于普通MCU，既可以在硬核上运行串行的业务逻辑，也能用FPGA的资源实现并行的数字逻辑。想要详细的了解这颗芯片的资源，请查看芯片的数据手册。

 

b69337c6-2b17-11ec-82a8-dac502259ad0.png

入门：带你从新建工程到手写一个流水灯

b69337c6-2b17-11ec-82a8-dac502259ad0.png

开发环境准备

1.下载和安装软件

 

2.申请license

 

3.安装ministar的usb驱动

 

新建工程和创建verilog文件

1.新建工程

 

2.新建和编写verilog文件实战：面向ip核应用的片上硬核处理器。

b69337c6-2b17-11ec-82a8-dac502259ad0.png

新项目如上，本章主要内容是用IP核使能带片内硬核的spi外设驱动spi  lcd。

注意LVCMOS33的配置，驱动spi芯片需要3.3V的电平。FPGA配置在这里，然后写了CM3的程序。

FPGA配置在这里，然后写了CM3的程序。

从以下网址下载固件包：

http://www.gowinsemi.com.cn/prodshow_view.aspx?TypeId=71Id=186FId=t3131

驱动程序的核心是实现spi的寄存器写入和数据写入功能，如下所示，详细的驱动程序代码见文末工程文件。

//使用高云mcu固件库中的spi写函数spi_WriteData(数据)，定义spi的芯片选择宏和lcd驱动的命令/数据使能宏。移植相对简单。void  LCD_WR_REG(uint8_t数据){ LCD  _ CS  _ CLRLCD  _ RS  _ CLRSPI_WriteData(数据)；LCD  _ CS  _ SET}

void  LCD_WR_DATA(uint8_t数据){ LCD  _ CS  _ CLRLCD  _ RS  _ SETSPI_WriteData(数据)；LCD  _ CS  _ SET}

完成了FPGA和CM3的工作。fs文件由FPGA项目合成，bin文件由CM3项目编译，然后下载。

此时，液晶屏开始显示测试画面，表示驱动正常，cm3工作正常。

b69337c6-2b17-11ec-82a8-dac502259ad0.png

将操作系统rtthread移植到硬核。

b69337c6-2b17-11ec-82a8-dac502259ad0.png

这一章的内容是将rtthread移植到GW1NSR的片上CM3，使产品实时化。

1.下载rtthread  nano  3.1.3内核源代码并复制到项目目录中。

下载地址：

https://www.rt-thread.org/page/download.html

2.在keil项目中添加源文件。

3.添加头文件。

4.注释掉systick、hardfault和pendsv中断。

完成上述步骤后，编译项目并下载到开发板，rtthread开始在开发板上运行。

b69337c6-2b17-11ec-82a8-dac502259ad0.png

摘要

b69337c6-2b17-11ec-82a8-dac502259ad0.png

这是第一次使用国产FPGAs。让我惊讶的是，IP核非常丰富。这次在官网的数据搜索中，发现了riscv和arm的软核，发现2018年发布了一些参考手册。可以知道，高云在FPGA方面积累了相当长的技术，为用户带来了便捷的IDE软件和各种参考应用手册。这个ministar开发板非常适合学生。我希望高云能推出更多这样的比赛，向学生展示开发板，这将有助于verilog在中国的普及，促进我国数字集成电路的发展。