工业控制领域ARM FPGA异构协同已经非常常见但ARM与FPGA之间的数据通信一直是实际开发中的难题SPI简单易用但带宽有限影响数据采集PCIe带宽高但开发复杂度也高增加了开发成本。有一种更直接的ARM与FPGA通信方式——Local Bus。它能直接访问FPGA内部寄存器减少中间协议开销让数据交互变得简单更具有较高的传输速率▍了解Local BusLocal Bus是一种用于处理器与本地外部设备之间数据交互的总线它的核心思路是把对端器件的地址空间映射成自己的一段物理地址然后用读写内存的方式直接访问其特点有1并行传输多位数据同时传输可提高数据传输效率。2时序简单以基本的读写操作为核心接口时序相对简单易于实现。3访问延迟低没有复杂协议处理带来的额外开销适合对实时性有要求的应用。▍Local Bus重要机制主从分工上文所述Local Bus是通过“地址映射”的方式实现对端设备的读写。因此需要明确谁负责发起请求、谁负责响应请求。在使用Local Bus作ARM与FPGA通信时采用Master-Slave主从模式作区分Master负责发起访问请求Slave负责响应请求并完成对应的数据读写。MasterARM端发起读写请求提供访问地址和控制信息写操作发送数据至FPGA读操作等待FPGA返回数据SlaveFPGA端接收ARM发起的访问请求根据地址确定访问目标执行寄存器/FIFO读写返回数据或响应状态▍Local Bus通信方案演示以下基于创龙科技T153工业评估板与TL-AD-PGL25G模块演示Local Bus协议传输性能。执行程序ARM通过Local Bus总线写入4KByte随机数据至FPGA FIFO然后读出数据、进行数据校验同时打印Local Bus总线读写速率和误码率。根据实际测试结果基于Local Bus实现ARM与FPGA通信传输速率最高可达近140MB/s。当SPI方案带宽不足以承载大批量数据流而PCIe方案对软硬件协同设计要求较高时Local Bus能够在传输能力与实现复杂度之间取得平衡是一个不错的选择