這篇連載博文一直在探討如何驅(qū)動Adafruit NeoPixel RGB LED條。在前面的兩篇博文中，我已經(jīng)介紹了NeoPixel的驅(qū)動波形、NeoPixel連接的硬件以及NeoPixel的電源要求，現(xiàn)在是時候來分析一下這個設計方案的架構(gòu)了，該架構(gòu)是采用Zynq SoC中的PS（處理器系統(tǒng)）和PL（可編程邏輯）來實現(xiàn)的。

先回想一下需求，我們想要驅(qū)動可變數(shù)量的NeoPixel，這些NeoPixel要能夠單獨編址，并且在程序執(zhí)行的時候，每一個像素要能夠獨立地進行升級。

讓我們把需求再擴大一些，在我的腦海中第一次考慮這個示例方案時，我在筆記本電腦上編寫了這樣一個圖形界面，我要驅(qū)動的陣列中的每一個LED都有一個按鈕與之對應。當我點擊一個特定的LED按鈕時，我想要能給這個LED選擇一個24位的顏色。一旦我為所有的LED都選擇了顏色，這些命令將會被下載到Zynq中，用于更新NeoPixel的狀態(tài)。

NeoPixel圖形界面

很顯然，PS將用于處理跟圖形界面程序之間的所有通信，保存像素的值，并把這些數(shù)據(jù)都傳輸給PL中自定義的NeoPixel驅(qū)動器。為了保證通信的可靠性，我需要定義一個簡單的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。

這就意味著我們需要在器件的PS和PL之間傳輸數(shù)據(jù)，這是這個范例的全部設想中的一部分工作。我想到要使用一個雙端口RAM來實現(xiàn)PS和PL之間的通信，它可以讓PS把像素值從一個端口中寫入，而PL則從另外一個端口中把數(shù)據(jù)讀出。

在這塊RAM中，每一個像素都被分配了一個地址，每個存儲單元都保存了8位的綠色、紅色和藍色值。BRAM的首地址用于存儲所要配置的像素的數(shù)量，如果把首地址的值設置為0，則NeoPixel陣列就不能被更新了，這就相當于是一個使能信號。

因此，可以把這種處理方式表達為下面這個系統(tǒng)方案框圖：

系統(tǒng)框圖

非常有幫助的是，在Vivado IP集成器中，已經(jīng)有了很多IP庫所提供的IP模塊，可以用來實現(xiàn)我想要的功能。這些IP模塊有兩個好處，一個是可以節(jié)省我用來實現(xiàn)這個方案的時間，另一個是可以讓我把設計精力都聚焦在那些最能體現(xiàn)我價值的地方。（對于商業(yè)應用來說，這非常重要）

除了PS和PS復位模塊之外，設計方案還會使用以下IP模塊。
? AXI互連矩陣 – 用于在PL內(nèi)部實現(xiàn)靈活的AXI總線連接。在這個方案中，只需要有一個AXI主模塊。
? AXI Bram控制器 – 用于通過AXI互連總線與BRAM模塊進行連接，這樣，PS可以通過這個控制器模塊來訪問BRAM存儲器。
? 雙端口BRAM – 一個端口連接在AXI BRAM控制器上，另一個端口與自定義的NeoPixel驅(qū)動器相連。

下面是該完整方案的框圖：