基于双口的PowerPC与Microblaze交互系统及交互方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于双口的PowerPC与Microblaze交互系统及交互方法，MicroBlaze与PowerPC间采用FPGA内部双口RAM进行通信，PowerPC处理系统LocalBus通过局部并行总线与FPGA内部MicroBlaze处理系统通信，MicroBlaze处理系统包含双口RAM、MicroBlaze处理器和接口IP核，其中接口IP核包括RS422、ARINC429、SPI、GPIO和1553B。本发明专利技术通过在双口上设计一套通用的数据结构和通用的交互机制能够实现PowerPC和Microblaze之间的数据收发、健康状态监控、模式控制，提高了两个处理系统的数据交互效率，提高了系统的整体处理能力和实时性；能够有效减少芯片数量、减少电路连线、缩小电路板面积，提高了系统的可靠性，同时在体积、重量、功耗、成本、可配置等各方面均有较大的优势。

Interaction system and method between PowerPC and MicroBlaze based on two ports

【技术实现步骤摘要】
基于双口的PowerPC与Microblaze交互系统及交互方法
本专利技术涉及机载嵌入式计算领域，尤其是一种PowerPC与Microblaze的交互系统及交互方法。
技术介绍
MicroBlaze(以下简称MB)是FPGA内实现一个完整的、可灵活裁剪、可参数化配置的嵌入式软核处理器，具有较高的数据处理能力，并且通过例化多个MB处理器，可在FPGA内部构建多核处理系统。同时利用FPGA内的通用存储资源和相关接口的IP核，结合MB处理器，能够在FPGA内部实现通用数据处理和多种接口的数据收发。PowerPC处理器具备强大的数据处理能力和丰富的接口，在机载领域中应用较为广泛。随着系统对处理性能以及外部接口的要求越来越高，多种复杂的外部接口的数据处理占用较多的PowerPC处理时间，影响整个系统的实时性，因此单纯依靠PowerPC处理器实现数据处理和接口处理已经无法满足需求。为实现PowerPC和MicroBlaze两个处理器系统的协同工作，需要设计一套高效且通用交互机制。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双口的PowerPC与Microblaze交互系统，其特征在于：/n所述基于双口的PowerPC与Microblaze交互系统，包含PowerPC处理系统和MicroBlaze处理系统，MicroBlaze与PowerPC间采用FPGA内部双口RAM进行通信，PowerPC处理系统Local Bus通过局部并行总线与FPGA内部MicroBlaze处理系统通信，MicroBlaze处理系统包含双口RAM、MicroBlaze处理器和接口IP核，其中接口IP核包括RS422、ARINC429、SPI、GPIO和1553B。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于双口的PowerPC与Microblaze交互系统，其特征在于：
所述基于双口的PowerPC与Microblaze交互系统，包含PowerPC处理系统和MicroBlaze处理系统，MicroBlaze与PowerPC间采用FPGA内部双口RAM进行通信，PowerPC处理系统LocalBus通过局部并行总线与FPGA内部MicroBlaze处理系统通信，MicroBlaze处理系统包含双口RAM、MicroBlaze处理器和接口IP核，其中接口IP核包括RS422、ARINC429、SPI、GPIO和1553B。


2.根据权利要求1所述的一种基于双口的PowerPC与Microblaze交互系统，其特征在于：
所述基于双口的PowerPC与Microblaze交互系统包含初始化交互模块、接口数据收发交互模块和健康监控模块，在PowerPC处理系统和MicroBlaze处理系统上电后时，先执行初始化交互，完成MB处理器的上电自检、状态上报和接口初始化；之后PowerPC处理系统和MicroBlaze处理系统开始周期的进行接口数据收发交互，同时PowerPC处理器系统周期的对MicroBlaze处理系统进行健康监控，以便进行故障处理和上报；
所述初始化交互模块包括Microblaze运行后执行中断、CACHE初始化、执行上电自检、上报运行状态和接口初始化；
所述接口数据收发交互模块为提高发送效率，减少PowerPC的等待时间，两个处理系统之间的接口数据通过双口RAM上的循环缓冲区进行异步收发；
所述健康监控模块通过PowerPC处理器周期写入双口计数值，Microblaze读到计数值后再复制到另一个双口地址上，PowerPC再读取计数值查看是否和写入的值相同，用于判断Microblaze是否正常运行。


3.一种利用权利要求1所述基于双口的PowerPC与Microblaze交互系统的交互方法，其特征在于包括下述步骤：
所述基于双口的PowerPC与Microblaze交互系统的交互方法的详细步骤如下：
步骤1：初始化交互过程
初始化过程包括启动初始化和接口初始化，其中启动初始化完成后再执行接口初始化；
步骤1.1：启动初始化；
系统上电或者硬复位后，PowerPC端的操作系统启动时间远长于Microblaze启动时间，Microblaze端先完成初始化，并进入等待状态，PowerPC端则读取Microblaze的运行状态，并设置进入应用状态；
Microblaze上电启动后执行如下步骤：
a)初始化Microblaze的调试串口；
b)使能数据CACHE和指令CACHE；
c)初始化中断控制器；
d)清空与PowerPC交互的双口；
e)Microblaze设置自身状态为开始运行状态(start)，表示Microblaze已经开始运行；
f)执行上电自检，自检内容包括双口读写(测试完后清空双口)、RS422内环测试、ARINC429内环测试；上电自检执行完后将上电自检结果存到双口的结构体中；
h)Microblaze设置自身状态为等待状态，标识Microblaze已经完成上电初始化，并开始进入MB的循环周期，每个周期都查看PowerPC发给Microblaze的命令；根据不同的命令进入不同的状态，执行不同代码；
PowerPC端初始化的步骤如下：
a)检查Microblaze是否已经到完成初始化并进入等待状态；
b)检查Microblaze的上电自检结果，如果自检正确，则执行步骤c，如果不正确，则执行步骤d；
c)设置Microblaze状态为应用状态，并判断Microblaze是否进入应用状态，如果没有进入，则执行步骤d，如果进入应用状态，则执行步骤e；
d)设置Microblaze状态为停止状态，并上报给应用软件返回值；
e)标记Microblaze状态为应用状态，并上报给应用软件初始化成功；
步骤1.2：接口初始化交互过程
接口初始化交互过程是指PowerPC端与Microblaze通过自定义的通信结构体(例如RS422/ARINC429)完成接口参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱强，杨帅，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，
类型：发明
国别省市：河南;41