STM32与FPGA通信的实现方法：使用FSMC

ZYNQ中使用AXI总线进行PS与PL的交互很方便，STM32可以使用FSMC模拟AXI交互，实测效果还不错，只不过AXI总线可以直接交互32位数据，STM32的FSMC一般只有8/16位，我使用的是16位的。先对FSMC初始化

#include "fsmc.h"



void FSMC_init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
	FSMC_NORSRAMInitTypeDef  FSMC_NORSRAMInitStructure;
	FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef  readWriteTiming; 
	
	
	//时钟使能
	RCC_AHB3PeriphClockCmd(RCC_AHB3Periph_FSMC, ENABLE);
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB | RCC_AHB1Periph_GPIOD | RCC_AHB1Periph_GPIOE | RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);
	
	//IO初始化
	GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource7, GPIO_AF_FSMC);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource0, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource1, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource4, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource5, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource7, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource11, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource12, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource13, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource14, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource15, GPIO_AF_FSMC);

	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 |
																GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 |	GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11 |
																GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
	GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

	GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource2 , GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource3 , GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource4 , GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource5 , GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource6 , GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource7 , GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource8 , GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource9 , GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource11, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource12, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource13, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource14, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource15, GPIO_AF_FSMC);

	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11 |
																GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
	GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_PinAFConfig(GPIOG, GPIO_PinSource13, GPIO_AF_FSMC);
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
	GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
	
	//FSMC初始化
	readWriteTiming.FSMC_AddressSetupTime = 1;
	readWriteTiming.FSMC_AddressHoldTime = 0;
	readWriteTiming.FSMC_DataSetupTime = 4;
	readWriteTiming.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0;
	readWriteTiming.FSMC_CLKDivision = 0;
	readWriteTiming.FSMC_DataLatency = 0;
	readWriteTiming.FSMC_AccessMode = FSMC_AccessMode_A;

	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_Bank = FSMC_Bank1_NORSRAM1;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_DataAddressMux = FSMC_DataAddressMux_Enable;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType = FSMC_MemoryType_SRAM;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_16b;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_BurstAccessMode = FSMC_BurstAccessMode_Disable;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_AsynchronousWait = FSMC_AsynchronousWait_Disable;  
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalPolarity = FSMC_WaitSignalPolarity_Low;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WrapMode = FSMC_WrapMode_Disable;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalActive = FSMC_WaitSignalActive_BeforeWaitState;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteOperation = FSMC_WriteOperation_Enable;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignal = FSMC_WaitSignal_Disable;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ExtendedMode = FSMC_ExtendedMode_Disable;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Disable;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ReadWriteTimingStruct = &readWriteTiming;
	FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteTimingStruct = &readWriteTiming;

	FSMC_NORSRAMInit(&FSMC_NORSRAMInitStructure); 
	//FSMC Bank1_SRAM1 Bank使能
	FSMC_NORSRAMCmd(FSMC_Bank1_NORSRAM1, ENABLE); 
}

对应FPGA模块如下

 module fsmc(
	ab,
	db,
	wrn,
	rdn,
	csn,
	PLL_100M,
	RST_n,
	nadv
 	);
	
	input [8:0]ab;
	inout [15:0]db;
	input wrn;
	input rdn;
	input csn;
	input PLL_100M;
	input RST_n; 
	input nadv;
	
	wire rd;
	wire wr;
	
	assign rd = (csn | rdn);
	assign wr = (csn | wrn);
	
	wire [15:0]DB_OUT;
	
	assign db = !rd ? DB_OUT : 16'hzzzz;

	reg wr_clk1,wr_clk2;
	
	always @(posedge PLL_100M or negedge RST_n)
		begin
			if(!RST_n)
				begin
					wr_clk1 <= 1'd1;
					wr_clk2 <= 1'd1;
				end
			else
				{wr_clk2,wr_clk1} <= {wr_clk1,wr};	//提取写时钟
		end
		
	reg rd_clk;
	
	always @(posedge PLL_100M or negedge RST_n)
		begin
			if(!RST_n)
				rd_clk <= 1'd1;
			else 
				rd_clk <= rd;								//提取读时钟
		end
		
	wire clk = (!wr_clk2 | !rd);
				
		
		
my_ram      u1(											//ram块例化
					.address(ab),
					.clock(clk),
					.data(db),
					.wren(!wr),
					.rden(!rd),
					.q(DB_OUT),
					);
	
	
endmodule

交互核心代码就一句话，但是需要注意的是在《STM32F4XX中文参考手册》中有说

因为使用的是16位数据宽度，总线内部会自动右移一位，所以我们多左移一位

#define FPGA_OFFSET_ADDR(reg)	*((volatile unsigned short int *)(0x60000000 + ((reg) << 17)))