1 、系統總體方案設計
系統采用新一代的32bitRISC處理器STM32作為主控芯片,通過以太網傳輸數據,以FLASH作為存儲模塊,由FPGA完成對LED顯示屏的高速掃描刷新。系統工作時,利用上位機編輯顯示信息,通過以太網接口將顯示信息傳輸給微處理器,微處理器接收數據信息后寫入FLASH存儲器。在顯示時,微處理器讀取FLASH中的數據,通過總線將數據以并行方式發送給FPGA,FPGA處理后將數據傳輸到LED顯示屏顯示。
2 、系統硬件設計
本系統選用ST公司新推出的32位微處理器STM32F103ZET6作為主控芯片,STM32F103ZET6使用了先進架構的ARMCortex-M3內核,其靈活的靜態存儲器控制器使得它能很方便的和許多存儲器和外設連接,同時STM32片上外設豐富,可以簡化系統外圍電路的設計。
2.1 FLASH存儲器電路設計
FLASH采用的是三星公司的K9F1G16U0M,它是一種NAND型FLASH,存儲容量為64M16位,工作電壓3.3V,系統中STM32F103ZET6與K9F1G16U0M的連接如圖2所示。FLASH存儲器的IO0~IO7和FMSC數據總線的低8位相連,STM32處理器通過FSMC訪問存儲器;FLASH存儲器的片選信號nCE和FSMC的FSMC_NCE2相連接,這樣存儲器的地址空間為0x70000000~077FFFFFFFF;FLASH存儲器的R/nB連接至STM32處理器的FSMC_NWAIT管腳,處理器將R/nB作為一個中斷源使用,因此可以在存儲器的等待周期內執行其他的任務。
2.2 以太網接口電路設計
采用以太網接口代替傳統的串口,加快了數據傳輸的速度,同時可以實現遠程控制。由STM32F103ZET6片內沒有集成以太網MAC和PHY功能,但其FSMC支持擴展以太網控制芯片,本系統在FSMC上擴展一片DAVICOM公司的DM9000A芯片對STM32F103ZET6進行以太網擴展。
STM32F103ZET6通過FSMC訪問DM9000A,對于STM32F103ZET6來說,DM9000A就是一個靜態存儲器外設。DM9000A采用16位模式,數據線SD0~SD15直接與FMSC數據線低16位FSMC_D0~FSMC_D15相連;DM9000A片選信號線nCS連接至FSMC片選信號FSMC_NE4,這樣DM9000A端口地址為0x6c000000;DM9000A的中斷信號線INT可直接連接至STM32F103ZET6的IO口,在程序中激活處理器IO口的中斷復用功能,STM32以中斷方式接收網卡數據。