RK3576 + FPGA并口通信方案，实测高达280MB/s

在工业通信领域，技术革新与突破始终是推动行业发展的核心动力。今天，为大家带来基于DSMC/FlexBus并口的RK3576J与FPGA通信方案，核心板国产化率高达100%，为工控场景带来高效、稳定的通信新体验。

开发环境与测试数据

本文主要介绍RK3576J与FPGA的通信案例，适用开发环境如下：

Windows开发环境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

Linux开发环境：VMware16.2.5、Ubuntu22.04.5 64bit

U-Boot：U-Boot-2017.09

Kernel：Linux-6.1.115

Buildroot文件系统版本：Buildroot-2024.02

LinuxSDK：LinuxSDK-[版本号]（基于rk3576_linux6.1_release_v1.1.0）

硬件平台：创龙科技TL3576-EVM工业评估板（基于瑞芯微RK3576J）

通过实测我们发现，基于DSMC和FlexBus的通信方案具备了出色性能，数据如下表所示：

FPGA数采模块简介

创龙科技TL-AD-PGL25G是一款基于紫光同创Logos PGL25G FPGA与芯炽科技SC1467/核芯互联CL1606/ADI AD7606 ADC设计的数据采集模块，支持8通道、200KSPS串行/并行采样，可与ARM端通过DSMC、FlexBus、Local Bus、SPI等总线进行通信，满足客户多样化数据采集需求。

TL-AD-PGL25G模块正面图

DSMC与FlexBus并口简介

专为工业应用设计，DSMC(Double Data Rate Serial Memory Controller)作为高速并行总线接口，兼容多种传输协议，包括HyperBus PSRAM、Xccela PSRAM和Local Bus。对于RK3576J处理器，DSMC接口若使用Local Bus协议，从设备需使用瑞芯微开发的slave模型，或者传输协议相同。DSMC接口支持8/16bit串行传输模式，时钟速率高达100MHz，可实现FPGA低成本连接，具有低延迟、高带宽和灵活配置的特点，广泛应用于需要高速通信的工业控制领域。

FlexBus是一个高度灵活的并行总线接口，可模拟标准或不规则的协议，能够适应各种复杂的通信场景。对于RK3576J处理器，FlexBus支持2/4/8/16bit并行传输，时钟速率高达100MHz，可实现高速AD/DA拓展，可以在保障数据稳定性的同时实现高效、低延迟的数据交互。这一特性使其在高速数据采集场景中具有显著优势。

RK3576J典型应用场景

基于DSMC的ARM与FPGA通信案例

案例说明

ARM端运行Linux系统，基于DSMC总线对FPGA DRAM进行读写测试。

程序原理说明如下：

ARM端：

ARM端使用CPU DMA通过DSMC总线（作为Local Bus Master）来对FPGA DRAM进行读写测试。

通过参数设置数据包大小（数据包数据每次循环均为新的随机数）、数据传输的循环次数。

对读写的数据进行校验，并打印误码率和读写速率。

FPGA端：

实现Local Bus Slave功能。

将Local Bus Master(ARM)发送的64KByte数据保存到DRAM。

当Local Bus Master(ARM)读取64KByte数据时，FPGA从DRAM读取64KByte数据发送至Local Bus。

案例演示

请将创龙科技TL-AD-PGL25G模块连接至评估板EXPORT接口，如下图所示。

TL-AD-PGL25G模块连接图

请参考产品资料用户手册完成内核镜像替换，将FPGA可执行程序固化至SPI FLASH，并加载驱动。

执行如下命令运行程序，ARM通过DSMC总线写入65536Byte随机数据至FPGA DRAM，然后读出数据、进行数据校验，同时打印DSMC总线读写速率和误码率，如下图所示。

Target#./dma_memcpy_demo -a 0x10000000 -s 65536 -c 1000 -d /dev/input/event7

上图可知，本次实测平均写速率约为280MB/s，平均读速率约为216MB/s，误码率为0.00%。

基于FlexBus的ARM与FPGA通信案例

案例说明

案例功能：ARM端运行Linux系统，基于FlexBus总线对FPGA DRAM进行读写测试。

程序原理说明如下：

ARM端：

通过FlexBus总线对FPGA DRAM进行读写测试。

支持通过参数设置数据包大小（每次循环数据包的数据均为新的随机数）、数据传输的循环次数。

对读写的数据进行校验，并打印误码率和读写速率。

FPGA端：

实现FlexBus Slave功能。

默认将FlexBus Master(ARM)发送的64KByte数据保存到FPGA DRAM。

FlexBus Master(ARM)读取64KByte数据时，FPGA从DRAM读取64KByte数据通过FlexBus传输给FlexBus Master(ARM)。

案例演示

请将创龙科技TL-AD-PGL25G模块连接至评估板EXPORT接口，如下图所示。

TL-AD-PGL25G模块连接图

请参考产品资料用户手册完成内核镜像替换，并将FPGA可执行程序固化至SPI FLASH。

执行如下命令运行程序，ARM通过FlexBus总线写入65536Byte随机数据至FPGA DRAM，然后读出数据、进行数据校验，同时打印FlexBus总线读写速率和误码率，如下图所示。

Target#./flexbus_rw -d /dev/spidev7.0 -s 100000000 -S 65536 -c 1000

从上图可知，本次实测平均写速率约为165MB/s，平均读速率约为166MB/s，误码率为0.00%。

想要查看瑞芯微RK3576J更多案例演示，可前往创龙科技官网或微信公众号。

审核编辑 黄宇