FPGA学习心得及（flash读写，+lwip+数据发送等问题）

前段时间应老板的项目需求，对硬件丝毫不懂得我开始接触edk硬件编程，感觉这段时间跟硬件打交道，自己都老了不少。首先，硬件编程编译很慢，编译一次有时候得10-20分钟，尤其是用verilog写得程序比较大的时候。其次，调试非常麻烦，不能像利用c或者c#那样断点调试了，只能通过chipscope看波形调试。有时候一个小小的错误竟然花一两天还找不出来，初学的我上不起啊。总体感觉写verilog程序时序非常重要，一定要保证时序不出一点差错，才能保证程序运行如自己所愿。下面主要记录下在写flash控制器与通过网络传输数据程序时的一些心得。

关于falsh的读写

学习FPGA一个月后，老板就让我们写flash控制器，我们用的板子是virtex 5，falsh是intel的strata p30,内嵌在FPGA中.在这个过程中确实感觉datasheet非常重要，先前没看datasheet的时候写得程序只能读数据，但是不能写数据，化了几天时间都没弄明白，后来看了下datasheet，才发现在写数据之前必须将数据块解锁并擦除，然后才可以写。对flash读与写步骤如下：

读一个数据的流程：

1写 x00ff，表示要读数据了

2读取数据

3写0x70 ，表示读状态寄存器，判断读数据是否完成

写数据的过程：

1：读寄存器状态（write0x70，read rs[7]）

2：对当前写数据所属内存块解锁write 0x60,write 0xD0

3：擦除数据所属块 write 0x20， write 0xD0

4：读寄存器状态

5：往指定地址写数据

6：读寄存器状态

关于lwip的数据传输。

在板子上做基于网络的数据传输的目的是想：在远程控制板子的一些外围设备的参数，这就需要将参数通过网络传输到板子，并在板子上部署一个微型网络服务器，对这些数据进行接收，并存储在flash中，当板子掉电重启后，从flash中读取参数，以使板子外围设备正常运行。

当老板提出这个需求的时候，我就傻眼了，客户端是高级语言c#或c++，flash读写是硬件描述语言，如何进行通信啊？后来经过王工大牛的指点，才知道xinlinx都为我们想好了，有个sdk可以编软件，并且是c语言的，只要在xps中将硬件设计好，然后在sdk中编写网络传输以及flash读写的程序即可了，这样客户端发来的数据就可以被板子的服务器接收并存储起来了。到了这一步，又遇到问题了，如何利用c语言对flash进行读写呢？以前写的可是用verilog写得啊！正当我无望的时候，又是王工大牛出现了，这才知道，通过xps设计好硬件后，xps会为每个外围设备（包括flash）分配一个地址范围，我们对flash进行读写，就是对相对基地址读写。由于ise11.4中没有读写flash的ip核，起初准备自己写个flash读写的ip核，没想到这个过程是出奇的复杂。搞了一周都没搞出来，后来一次偶然试验，直接向总线写类似在verilog中读写flash的命令就可实现flash读写及擦出操作。以下是对flash中地址blockAddr的各种操作

对Blockaddr地址所属块擦除

int EraseBlock(u32 Blockaddr)

{

u8 reg_status;

//unlock

XIo_Out16(FlashBaseAddr+2*Blockaddr,0x0060);

XIo_Out16(FlashBaseAddr+2*Blockaddr,0x00D0);

//erase

XIo_Out16(FlashBaseAddr+2*Blockaddr,0x0020);

XIo_Out16(FlashBaseAddr+2*Blockaddr,0x00D0);

//read register status

while(1)

{

XIo_Out16(FlashBaseAddr,0x0070);

reg_status = XIo_In16(FlashBaseAddr);

//xil_printf("%x\r\n",reg_status);

if(reg_status == 0x0080)

break;

}

return 1;

}

对Blockaddr地址写数据data

int WriteDataToBlockAddr(u32 Blockaddr,u16 data)

{

u8 reg_status;

XIo_Out16(FlashBaseAddr+2*Blockaddr,0x0040);

XIo_Out16(FlashBaseAddr+2*Blockaddr,data);

while(1)

{

XIo_Out16(FlashBaseAddr,0x0070);

reg_status = XIo_In16(FlashBaseAddr);

//xil_printf("%x\r\n",reg_status);

if(reg_status == 0x0080)

break;

}

return 1;

}

读取地址blockAddr中的数据

u16 ReadDataByWord(u32 dataAddr)

{

XIo_Out16(FlashBaseAddr+2*dataAddr,0x00ff);

u16 value = XIo_In16(FlashBaseAddr+2*dataAddr);

return value;

}

在c中对flash读写可以实现了，下面就是网络服务器的构建了，这里用到了lwip协议栈，据说是瑞典科学院一般人弄的，很适合在嵌入式系统中做网络传输。只要在服务器端监听客户端连接并解析客户端传来的数据就行了。比如，客户端传一个read/addr,命令给服务器，flash中地址addr的数据就被读取出来传给客户端，客户端传一个write/addr/data命令给服务器端，那么flash中地址为addr就被写上数据data。由于flash写操作的特性，在写之前需要将此块先擦除，所以利用这种方式写一个数据，那么此块中以前的数据都被擦除了。由于要保证原有在flash中的数据在写一个数据后还存在，就必须将此块的数据全部读取出来，然后再与要写的数据一起写回去，就可以保证写一个数据后原有数据不被擦除。在写这一部分的时候遇到了郁闷一周的问题：就是当在服务器端读取数据发送给客户端时，发了200多bytes就出现tcp_write
errror!试了很多方法，包括改pbuf的大小都不行，后来想在服务器端建一个大数组，将读取的数据存储在其中，这就不要传给客户端，但是结果还是不行，因为系统内存资源太小不可能分配一个能存储128kB的空间。后来呢才想到，发送命令给服务器，让读取的数据不断地传回来，是不是也会使空间不够啊？然后试着发送一个命令只获取块中512个数据，不断地发送命令直至此块数据获取完毕，竟然成功了！喜悦啊！

这就是今晚弄成功的，心情愉悦，故记之。

以上内容可能可能语言组织不好，有些问题没说清，今天实在很晚了，下次有时间按再来改！敬请各位谅解