[发明专利]一种ARM和FPGA的业务交互方法、工控系统和自动化设备

说明书

本申请涉及一种ARM和FPGA的业务交互方法、工控系统和自动化设备，其中，该ARM和FPGA的业务交互方法包括：ARM向FPGA发送任务时，ARM将所述任务解析成控制流，通过配置对应的PL寄存器向FPGA传递所述控制流和所述任务对应的任务参数；FPGA向ARM返回数据时，FPGA将所述数据写入PL参数寄存器，并向ARM发起中断，ARM根据中断指令访问所述PL参数寄存器，获取所述数据；所述中断指令包括协议编号，所述协议编号和所述PL参数寄存器是一一对应的，ARM根据协议编号获取所述PL参数寄存器的地址。通过本申请，解决了现有技术中FPGA资源消耗大、FPGA端程序复杂的问题。

技术领域

本申请涉及工业控制领域，特别是涉及一种ARM和FPGA的业务交互方法、工控系统和自动化设备。

背景技术

受惠于工业控制开始走向自动化，ARM(Advanced RISC Machine，32位元精简指令集(RISC)处理器架构)处理器和FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)器件已广泛应用到工控系统的各个环节当中。FPGA善于运动控制和实时计算，但是无法进行复杂的逻辑计算，而ARM精于逻辑计算，但是无法进行实时运算，两者恰好互补。

现有技术将ARM作为主控，FPGA作为下位机，ARM和FPGA之间通过DMA(DirectMemory Access，直接存储器访问)传输进行数据交互，ARM实时控制任务发送给FPGA执行，FPGA把执行结果返回给ARM。这种交互方法首先需要定义一套协议，传输前FPGA和ARM需要根据协议对数据进行封装，FPGA和ARM需要解析封装的数据才可以进行进一步处理，FPGA解析数据的过程会导致FPGA消耗大量资源，且FPGA既要做控制又要做解析，FPGA端的程序设计复杂繁琐。

目前针对相关技术中FPGA资源消耗大、FPGA端程序复杂的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种ARM-FPGA交互方法、工控系统和自动化设备，以至少解决相关技术中FPGA资源消耗大、FPGA端程序复杂的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种ARM和FPGA的业务交互方法，所述方法包括：

所述ARM向所述FPGA发送任务时，所述ARM将所述任务解析成控制流，通过配置对应的PL寄存器向所述FPGA传递所述控制流和所述任务对应的任务参数；

所述FPGA向所述ARM返回数据时，所述FPGA将所述数据写入PL参数寄存器，并向所述ARM发起中断，所述ARM根据中断指令访问所述PL参数寄存器，获取所述数据；

所述中断指令包括协议编号，所述协议编号和所述PL参数寄存器是一一对应的，所述ARM根据协议编号获取所述PL参数寄存器的地址。

在其中一些实施例中，所述方法还包括：

在所述FPGA执行所述控制流完毕后，所述FPGA将执行结果写入与所述控制流对应的PL参数寄存器，并向所述ARM发起控制流状态返回中断；

所述ARM根据所述中断指令访问所述与所述控制流对应的PL参数寄存器，获取所述执行结果。

在其中一些实施例中，所述控制流包括多个动作，所述方法还包括：

在所述FPGA需要所述ARM协助执行任一所述动作时，所述FPGA向所述ARM发起动作中断；

所述ARM接收处理所述动作中断之后，通过向PL组件状态寄存器中赋值，通知所述FPGA所述动作处理结束。

在其中一些实施例中，在所述获取所述执行结果之后，包括：

所述ARM根据所述执行结果构造控制流任务编号，并将所述控制流任务编号报告给管理服务器；