Передача данных UART => SDRAM память, Как правильно передать данные между UART и SDRAM контроллером Опции

[Flip-fl0p]

Добрый вечер уважаемые форумчане. Хочу попросить вашего совета по правильной организации передачи данных между UART и SDRAM контроллером.
Хочу записать изображение в SDRAM память, и вывести его на LVDS матрицу.
Изображение представляет собой набор пикселей, где каждый пиксель состоит из 3 байтов данных. Каждый байт передает данные о базовой составляющей цвета (RGB). Передача изображения из компьютера в SDRAM память будет через UART (9600/8-N-1).
Мой UART приемник работает по классической схеме: через частоту в 16 раз больше бодовой и выборкой трех значений с середины битового интервала, с последующим мажорированием. После принятия байта приемником он поступает на модуль, который после принятия трех байт, отбрасывает ненужные мне разряды цвета, и объединяет их в одно слово, являющееся цветом пикселя, которое будет записываться в SDRAM память.
Таким образом каждые 3 байта я должен передавать данные SDRAM контроллеру (который может работать на частоте до 133 МГц) для их записи в память.
Соответственно мы в итоге должны передать данные между 2 клоковыми доменами UART => SDRAM контроллер.
У меня есть 2 варианта по организации передачи данных: использовать протокол Handshake (рукопожатие) или FIFO буфер. Первый вариант кажется предпочтительным, поскольку применение FIFO буфера неоправданно из-за того, что скорость записи данных в него будет несопоставимо ниже, чем я могу этот буфер читать, и буфер будет всегда пустой. Можно накопить данные в буфере, и периодически его считывать по мере заполнения. Но не вижу рациональных причин так делать. Вот и хотелось бы услышать Ваше мнение, как правильнее организовать передачу данных. Естественно UART приемник и SDRAM контроллер реализованы в ПЛИС.

Сообщение отредактировал Flip-fl0p - Nov 6 2016, 16:31

[iosifk]

Таким образом каждые 3 байта я должен передавать данные SDRAM контроллеру (который может работать на частоте до 133 МГц) для их записи в память.

Все красиво, кроме одного... Откуда Вы узнаете, где в потоке данных будет 1-й байт, а где 2-й и т.д.
Достаточно одного сбоя и канал перестанет работать правильно...

[Flip-fl0p]

Все красиво, кроме одного... Откуда Вы узнаете, где в потоке данных будет 1-й байт, а где 2-й и т.д.
Достаточно одного сбоя и канал перестанет работать правильно...

Поскольку у меня приемник UART самописный - то я добавил сигнал валидности.
Когда байт принят - формируется короткий импульс, что данные приняты и их можно использовать. Считая эти импульсы я и делаю вывод о том, какой номер байта у меня принят. Вот модуль которым я это делаю. Я правда в железе его не отлаживал, поскольку макетная плата на работе. Но симуляцию вроде прошел успешно.

CODE

--=============================== PIXEL_CREATING =========================================
-- Данный модуль предназначен для приема 3 байт данных по UART и пребразования их
-- В одно слово, содержащее данные о цвете пикселя.

LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.NUMERIC_STD.ALL;

ENTITY PIXEL_CREATING IS
GENERIC
(
COLOR_DEPTH : INTEGER := 12 --COLOR_DEPTH/3 Для одного цвета
);
PORT
(
CLK : IN STD_LOGIC; -- Частота UART ресивера
UART_DATA : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); -- Данные, выдавемые UART
DATA_VALID : IN STD_LOGIC; -- Сигнал подтверждения валидных данных рессивером
ASY_RESET : IN STD_LOGIC; -- Асинхронный сброс Синхронизирован в топ модуле.
PIXEL_COLOR : OUT STD_LOGIC_VECTOR(COLOR_DEPTH-1 DOWNTO 0); -- Выходной сигнал который является цветом пикселя
PIXEL_VALID : OUT STD_LOGIC
);
END ENTITY;

ARCHITECTURE PIXEL_CREATING_arc OF PIXEL_CREATING IS
SIGNAL BYTE_CNT : INTEGER RANGE 0 TO 2 := 0; -- Счетчик принятых байт
SIGNAL RED_COLOR_REG : STD_LOGIC_VECTOR(COLOR_DEPTH/3-1 DOWNTO 0) := (OTHERS => '0'); -- Регистр куда записывается красная составляющая пикселя
SIGNAL GREEN_COLOR_REG : STD_LOGIC_VECTOR(COLOR_DEPTH/3-1 DOWNTO 0) := (OTHERS => '0'); -- Регистр куда записывается зеленая составляющая пикселя
SIGNAL BLUE_COLOR_REG : STD_LOGIC_VECTOR(COLOR_DEPTH/3-1 DOWNTO 0) := (OTHERS => '0'); -- Регистр куда записывается синяя составляющая пикселя
SIGNAL LOAD_DATA : STD_LOGIC := '0'; -- Сигнал разрешения объедениения данных
BEGIN
BYTE_COUNTER : PROCESS
(
CLK,
ASY_RESET
)
BEGIN
IF (ASY_RESET = '1') THEN
BYTE_CNT <= 0 ;
LOAD_DATA <= '0';
PIXEL_VALID <= '0';
RED_COLOR_REG <= (OTHERS => '0');
GREEN_COLOR_REG <= (OTHERS => '0');
BLUE_COLOR_REG <= (OTHERS => '0');
PIXEL_COLOR <= (OTHERS => '0');
ELSIF (CLK'EVENT AND CLK = '1') THEN
LOAD_DATA <= '0'; -- Постоянно держим сигнал разрешения в нуле
PIXEL_VALID <= '0'; -- Постоянно держим сигнал валидности пикселя в нуле

IF (DATA_VALID = '1') THEN -- Как только поступил сигнал валидности данных
CASE BYTE_CNT IS -- Начинаем анализировать состояние счётчика

WHEN 0 => -- Есть сигнал валидности и счтчик равен 0
RED_COLOR_REG <= UART_DATA(COLOR_DEPTH/3-1 DOWNTO 0); -- Значит это были данные о красном цвете пикселя
BYTE_CNT <= BYTE_CNT + 1; -- Инкрементируем счетчик на 1

WHEN 1 => -- Есть сигнал валидности и счтчик равен 1
GREEN_COLOR_REG <= UART_DATA(COLOR_DEPTH/3-1 DOWNTO 0); -- Значит это были данные о зеленом цвете пикселя
BYTE_CNT <= BYTE_CNT + 1; -- Инкрементируем счетчик на 1

WHEN 2 => -- Есть сигнал валидности и счтчик равен 2
BLUE_COLOR_REG <= UART_DATA(COLOR_DEPTH/3-1 DOWNTO 0); -- Значит это были данные о синем цвете пикселя
LOAD_DATA <= '1'; -- Разрешам следующим тактом "собрать пиксель"
BYTE_CNT <= 0 ; -- Обнулим счетчик

WHEN OTHERS => BYTE_CNT <= 0 ; -- Обнуляем счётчик если он вышел за диапазон счета
END CASE;
END IF;

IF (LOAD_DATA = '1') THEN -- Как только наступило разрешение сбора пикселя
PIXEL_VALID <= '1'; -- Значит следующим тактом у нас будет валидный пиксель
PIXEL_COLOR <= BLUE_COLOR_REG&GREEN_COLOR_REG&RED_COLOR_REG; -- Соберем его
END IF;

END IF;
END PROCESS;
END ARCHITECTURE;

Я тоже думал про то, что если будет сбой, то счетчик байтов может сбиться. Но к сожалению у меня нет ответа на вопрос, что будет при сбое. Остаётся надежда только на то, что сбоя не будет, поскольку кроме UART у меня нет других способов связи между макетной платой и ПК. Связь осуществляется через микросхему FTDI FT2232H. В системе у меня 2 виртуальных COM порта, один из которых применяется для конфигурации ПЛИС, а через другой буду передавать данные. Надежность данного решения под вопросом. Но приходиться работать с тем, что имею. Как вариант найти какой-нибудь из протоколов на основе UART и передавать информацию посредством этого протокола. Но хочется обойтись "малой кровью"

Сообщение отредактировал Flip-fl0p - Nov 6 2016, 22:42