Microsemi FPGA 融合 Web服务器演示使用 uIP 和 FreeRTOS 用户指南
介绍
融合 Web服务器演示专为 Fusion Embedded Development Kit (M1AFSEMBEDDED-KIT) 而设计，它演示了使用 Microsemi 的 Fusion® 混合信号 FPGA 和嵌入式 ARM® Cortex™-M1 处理器进行电源管理和 web服务器支持。
Fusion 在单片器件中集成了可配置的模拟、大型闪存块、全面的时钟生成和管理电路以及基于闪存的高性能可编程逻辑。
Fusion 架构可与 Microsemi 软微控制器 (MCU) 内核以及性能最大化的 32 位 Cortex™-M1 内核一起使用。
在此演示中，Free RTOS™ 在 Cortex-M1 处理器上运行，同时管理各种任务，例如 ADCamp玲， web 服务和 LED 切换。 为用户交互提供了基于 UART 的串行终端通信和基于 I 2C 的 OLED 接口。
这些任务将在以下各节中详细说明。
编程和设计 file可以从以下网址下载：
www.microsemi.com/soc/download/rsc/?f=M1AFS_Web服务器_uIP_RTOS_DF。
Web服务器演示要求
- M1AFS-EMBEDDED-KIT 板
- 用于供电的 USB 电缆
- 第二条 USB 数据线（如果需要对设备进行编程）
- 以太网电缆和互联网连接（用于 web 服务器选项）
- PC 必须连接到网络才能使用 web 服务器
笔记： 该演示适用于高级用户。
支持 Cortex-M1 的 Fusion 嵌入式套件 (M1AFS-EMBEDDED-KIT)
Fusion 嵌入式开发套件板旨在提供一个低成本的嵌入式系统管理平台，用于评估 Fusion FPGA 高级功能，例如混合信号和嵌入式处理器开发。
该套件上的 Fusion FPGA 支持 M1，适用于 ARM Cortex-M1 或 Core 8051s 嵌入式处理器开发。
此外，Fusion Embedded Development Kit Board 包含多种适用于混合信号应用的功能，例如 voltag电子测序，卷tage 微调、游戏、电机控制、温度监控器和触摸屏。
图 1 • Fusion Embedded Development Kit 顶部 View
有关板级组件的详细说明，请参阅 Fusion Embedded Development Kit
用户指南： www.microsemi.com/soc/documents/Fusion_Embedded_DevKit_UG.pdf。
设计说明
融合 Web服务器演示设计前ample 演示了 Fusion FPGA 设备和各种 Microsemi IP 内核的功能，包括 Cortex-M1 处理器、CORE10100_AHBAPB（Core10/100 以太网 MAC）、Core UARTapb、CoreI2C、Core GPIO、Core AI（模拟接口）、Core AHBNVM、Core AHBSRAM和 Core Mem Ctrl（访问外部 SRAM 和闪存
资源）。
Microsemi 为 Microsemi IP 内核提供固件驱动程序。
演示选项可以通过开关（SW2 和 SW3）按照 OLED 上的显示选项或通过串行通信程序（如 HyperTerminal 或 PuTTy 和键盘）同时进行控制。
这两种模式并行运行，您可以使用开关或键盘在每种模式中选择不同的选项。
这里的网络通信是使用带有 10/100 以太网 MAC 核心驱动程序的 uIP 堆栈建立的。
图 2 • 设计流程图
为满足功能需求，设计分为以下几个任务。
LED测试
LED 测试功能以 LED 闪烁提供运行可视化效果的方式驱动通用输入/输出 (GPIO)。
以下示例ample 代码显示了 GPIO 驱动程序函数的调用。
gpio_pattern = GPIO_get_outputs(&g_gpio);
gpio_pattern ^= 0x0000000F；
GPIO_set_outputs(&g_gpio, gpio_pattern);
ADC_任务
此函数从模数转换器 (ADC) 读取值。
前任amp驱动程序函数的代码和使用如下所示。
CAI_init( COREAI_BASE_ADDR ); 而（1）
{ CAI_round_robin(adc_samp莱斯）；
进程amp莱斯（adc_samp莱斯）；
独立任务
此任务通过开关 SW2 和 SW3 管理演示。
这些开关的菜单显示在 OLED 上。
您可以使用 OLED 上显示的帮助导航至带有开关的菜单。
此任务与 HyperTerminal 任务并行运行。
串口终端任务
此任务管理 UART 端口。
它还在 UART 串行终端上显示演示菜单，接受用户输入，并根据选择的输入执行任务。
它与独立任务并行运行。 同时，您可以使用串行终端程序和 SW2 和 SW3 开关浏览演示。
该演示使用开源软件组件，例如 Free RTOS v6.0.1 和 uIP stack v1.0，分别用于操作系统支持和 TCP/IP 功能。
这些开源软件的详细信息将在以下部分中介绍。
uIP协议栈
uIP TCP/IP 堆栈由瑞典计算机科学研究所的网络嵌入式系统组开发，可在以下位置免费获得： www.sics.se/~adam/uip/index.php/Main_Page.
融合 web 服务器被构建为运行在 uIP TCP/IP 堆栈之上的应用程序。 HTML CGI接口用于交换来自Fusion板和用户的实时数据 web 页 （web 客户）。
- 这 webTask() API 是主要的入口代码 web 服务器应用程序。
- mac_init() API 调用初始化以太网 MAC 并获取 DHCP 开放网络 IP 地址。
- uIP_Init() API 调用负责初始化所有 uIP TCP/IP 堆栈设置并调用 web 服务器应用程序调用 httpd_init()。
免费 RTOS
FreeRTOS™ 是一种便携式、开源、免版税的迷你实时内核（可免费下载和免费部署的 RTOS，可用于商业应用程序，无需公开您的专有源代码）。
Free RTOS 是一种可扩展的实时内核，专为小型嵌入式系统设计。
有关详细信息，请访问免费 RTOS web地点： www.freertos.org。
将 NVIC 中断路由到 Free RTOS
以下 NVIC 中断被路由到用户启动代码中的 Free RTOS 中断处理程序：
- 系统节拍处理程序
- SVC 处理器
- 挂起 SVC 处理程序
笔记： Free RTOS 配置在 file '免费的 RTOS 配置。 H'。
演示设置
单板跳线设置
使用表 1 中给出的设置连接跳线。
表 1 跳线设置
| 跳线 | 环境 | 评论 |
| JP10 | 引脚 1-2 | 用于选择 1.5 V 外部稳压器或 Fusion 1.5 V 内部稳压器的跳线。
|
| J40 | 引脚 1-2 | 用于选择电源的跳线。
|
连接电路板和 UART 电缆
在开发板上的 J2（USB 连接器）和 PC 的 USB 端口之间连接一根 USB 电缆，为开发板供电并进行 UART 通信。 将 Microsemi 低成本编程器棒 (LCPS) 连接到跳线 J1，然后使用其他 USB 电缆将其连接到 PC 的 USB 端口以进行设备编程。
连接电路板和以太网电缆
将以太网电缆从局域网 (LAN) 连接到板上的以太网插孔 J9。
笔记： 要通过板以太网测试，本地网络必须运行 DHCP 服务器，该服务器为板卡分配 IP 地址 web 板上的服务器。
网络防火墙一定不能挡板 web 服务器。
此外，PC 以太网卡链接速度应处于自动检测模式或固定为 10 Mbps 速度。
编程板
您可以下载设计和 STAPL file来自 Microsemi SoC 产品组 web地点：
www.microsemi.com/soc/download/rsc/?f=M1AFS_Web服务器_uIP_RTOS_DF
下载的文件夹包含硬件和编程文件夹，其中包含使用 Microsemi Libero 片上系统 (SoC) 创建的硬件项目和编程 file （斯塔普 file） 分别。
参考Readme.txt file 包含在设计中 files 用于目录结构和描述。
运行演示
使用提供的 STAPL 对电路板进行编程 file. 重置电路板。
OLED 显示以下消息：
“你好！ 我是融合
想去玩？”
几秒钟后，主菜单显示在 OLED 屏幕上：
SW2： 万用表
SW3： 菜单滚动
上面的消息表明应该使用开关 SW2 选择万用表选项，并且应该使用开关 SW3 滚动浏览演示中提供的选项。
笔记： 此应用程序提供了通过 UART 通信端口同时滚动浏览串行终端上的演示选项的灵活性。
万用表模式
按 SW2 选择万用表模式。 OLED显示音量tage、来自已配置 ADC 的电流和温度读数。
改变板上提供的 POT 以改变 vol 的值tage 和电流。
卷的运行值tage、电流和温度显示在OLED上。
按 SW2 返回主菜单。
Web服务器模式
按 SW3 滚动选项。
OLED 显示以下消息：
SW2： Web 服务器
SW3： 菜单滚动
按 SW2 选择 Web 服务器选项。 OLED 显示 DHCP 从网络中捕获的 IP 地址。
确保以太网电缆连接到电路板和网络。
应使用 Internet explorer6.0 或更高版本运行 Web 服务器实用程序。
在浏览器地址栏输入OLED显示的IP地址即可浏览 web 服务器。
下图为首页 web 出现在 Internet Explorer 中的服务器。
图 3 • Web 服务器主页
万用表
从中选择万用表选项 Web 服务器主页 web 页。
它显示卷tage、电流、温度值如图4所示。点击主页返回主页。
图 4 • Web服务器万用表页面显示
实时数据显示
从主页选择实时数据显示按钮。
它显示卷tage、实时电流和温度值。
在这里， web 页面定期刷新并显示 vol 的更新值tage、电流和温度。
改变电路板上的电位器，观察音量的变化tage和电流值如图5所示。
单击“主页”返回主页。
图 5 • Web服务器实时数据显示
融合小工具
从主页选择小工具按钮。
您必须具有具有适当访问权限的互联网连接才能获取小工具页面。
小工具页面显示不同的应用程序，例如日历和美国邮政编码查询，如图 6 所示。
单击“主页”返回主页。
图 6 • Web服务器小工具
融合股票代码
从主页中选择股票行情按钮。
您必须具有具有适当访问权限的 Internet 连接才能访问股票代码页面。
Stock Ticker 页面显示 NASDAQ 中的股票价格，如图 7 所示。
单击“主页”返回主页。
图 7 • Web服务器股票代码
LED测试
按 SW3 滚动 OLED 上的菜单。 OLED 显示以下消息：
SW2： LED测试
SW3： 菜单滚动
按 SW2 选择 LED 测试。 运行 LED 模式显示在板上。 按 SW3 进入主菜单。
在串行终端仿真程序上显示
可以同时在串口终端仿真程序上看到演示选项。
应该使用串行终端仿真程序，如 HyperTerminal、Putty 或 Tera Term 进行串行通信。
有关配置 HyperTerminal、Tera Term 和 Putty 的信息，请参阅配置串行终端仿真程序教程。
使用以下设置配置串行终端仿真程序：
- 每秒位数： 57600
- 数据位： 8
- 奇偶： 没有任何
- 停止位： 1
- 流量控制： 没有任何
在此演示中，HyperTerminal 被用作串行终端仿真程序。
按 SW1 重置系统。 超级终端窗口应显示问候消息和播放菜单，如图 8 所示。
图 8 • 串行终端程序上的菜单显示
万用表
按“0”选择万用表。
万用表模式显示 vol 的值tage、超级终端上的电流和温度。
Web 服务器
按“1”选择 web 服务器模式。
系统捕获 IP 地址并显示在超级终端上。
在 Internet Explorer 中浏览捕获的 IP 地址以显示 web 服务器实用程序。
笔记： 使用 Internet Explorer 6.0 或更高版本更好 view 的 web 页。
LED测试
按“2”选择 LED 测试。 观察电路板上 LED 的闪烁。
变更清单
下表列出了本章每次修订中所做的重要更改。
| 日期 | 更改 | 页 |
| 50200278-1/02.12 | “演示设置”部分已修改。 | 7 |
| 图 3 已更新。 | 9 | |
| 图 6 已更新。 | 12 | |
| 图 7 已更新。 | 13 | |
| 图 4 已更新。 | 10 | |
| 图 5 已更新。 | 11 |
笔记： 部件号位于文档的最后一页。
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产品支持
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联系客户技术支持中心
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