干货分享|基于AM4376/79 ARM+FPGA的I2C通信案例分享
干货分享|基于AM4376/79 ARM+FPGA的I2C通信案例分享
1.1 I2C通信核心板简介
本案例主要基于创龙科技的AM4376/AM4379 ARM Cortex-A9 + Xilinx Spartan-6 FPGA处理器设计的异构多核工业级核心板进行讲解：
创龙SOM-TL437xF是一款基于TI Sitara系列AM4376/AM4379 ARM Cortex-A9 + Xilinx Spartan-6 FPGA处理器设计的异构多核工业级核心板。核心板内部AM437x与Spartan-6通过GPMC、I2C通信总线连接。通过工业级B2B连接器引出LCD、CAMERA、GPMC、CAN等接口。核心板经过专业的PCB Layout和高低温测试验证，稳定可靠，可满足各种工业应用环境。
用户使用核心板进行二次开发时，仅需专注上层运用，降低了开发难度和时间成本，可快速进行产品方案评估与技术预研。
图 1
图 2
1.2 I2C通信案例功能
案例功能：在FPGA端实现I2C Slave，并内置用户可读写寄存器、LED寄存器、KEY寄存器。ARM端作为Master，可通过核心板内部与FPGA连接的I2C0接口读写FPGA端I2C Slave用户可读写寄存器0x00，LED写寄存器0x01点亮或熄灭FPGA端LED（写1则点亮，写0则熄灭），查看KEY寄存器0x02检测FPGA端KEY状态。
1.3 I2C通信操作说明
将产品资料“4-软件资料\Demo\FPGA\i2c_slave\bin\i2c_test_6slx16.bit”可执行程序加载至FPGA端。进入评估板文件系统后，执行如下命令可查看到I2C0总线上的挂载设备，其中0x2a为FPGA端I2C Slave的地址。
Target# mkdir /configfs
图 3
执行如下命令进行用户可读写寄存器0x00的读写测试。
Target# i2cset -f -y 0 0x2a 0x00 0x55 //往寄存器0x00写0x55
Target# i2cget -f -y 0 0x2a 0x00 //读取寄存器0x00，值为0x55
图 4
执行如下命令进行LED寄存器0x01的写测试，实现FPGA端LED的亮灭控制。
Target# i2cset -f -y 0 0x2a 0x01 0xe0 //往LED寄存器0x01写0xe0，点亮FPGA端LED5、LED6、LED7
Target# i2cset -f -y 0 0x2a 0x01 0x00 //往LED寄存器0x01写0x00，熄灭FPGA端LED5、LED6、LED7
图 5
执行如下命令进行KEY寄存器0x02的读测试，实现FPGA端KEY的状态检测。
Target# i2cget -f -y 0 0x2a 0x02 //读取KEY寄存器0x02，值为0xe0
图 6
按下FPGA端按键KEY6并保持按下状态，再执行如下命令。
Target# i2cget -f -y 0 0x2a 0x02 //读取KEY寄存器0x02，值为0xc0
图 7
按下FPGA端按键KEY7并保持按下状态，再执行如下命令。
Target# i2cget -f -y 0 0x2a 0x02 //读取KEY寄存器0x02，值为0xa0
图 8
- 4 I2C通信管脚约束
FPGA端管脚约束请查看产品资料“4-软件资料\Demo\FPGA\i2c_slave\project\i2c_slave_6slx16\constraints\i2c_test.ucf”文件。 1.5 I2C通信关键代码
- 定义I2C、LED、KEY、时钟IO。
图 9
- 输出100MHz时钟给I2C Slave模块。
图 10
- 调用I2C Slave模块。
图 11
I2C Slave模块程序来源参考：https://opencores.org/projects/i2cslave。
- 根据LED寄存器的值控制LED，并将KEY状态值保存至KEY寄存器。
图 12
- 设置I2C Slave地址为0x2a。
图 13
RTL原理图如下所示：
图 14