基于FPGA的GPIB接口IP核的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，在系統(tǒng)可編程(In System Programmability，ISP)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用f=1益廣泛。Altera公司的可編程片上系統(tǒng)(System On aProgrammable Chip，SOPC)解決方案，使得FPGA(Field Programmable GateArray)在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的地位越來(lái)越重要。利用SOPC解決方案可將CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口、低電壓差分信號(hào)(LVDS)技術(shù)、時(shí)鐘

2、-數(shù)據(jù)自動(dòng)恢復(fù)(CDR)以及鎖相環(huán)(PPL)等系統(tǒng)設(shè)計(jì)所必須的模塊集成到一片可編程器件上，構(gòu)成一個(gè)可編程系統(tǒng)。 GPIB(General Purpose Interface Bus)接口是儀器專(zhuān)用接口，遵循的最新協(xié)議是IEEE 488.1-2003和IEC/IEEE 60488-2(2004)。GPIB接口是組建自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的橋梁。由于使用GPIB組建測(cè)試系統(tǒng)組建靈活、方便、規(guī)模較小、GPIB設(shè)備利用率高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，使得G

3、PIB在測(cè)試領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 本文的工作主要由兩個(gè)部分組成：第一部分是用GPIB接口專(zhuān)用芯片實(shí)現(xiàn)GPIB接口功能，在大功率晶體管特性圖示儀具備RS232接口的基礎(chǔ)上擴(kuò)展GPIB接口功能。本文使用Winbond公司的W77E58單片機(jī)控制TNT4882芯片實(shí)現(xiàn)GPIB接口功能，串行口通過(guò)MAX232與RS232接口相連，并且使用單片機(jī)的P1.0和P1.1口通過(guò)MAX232與RS232接口的CTS和RTS相連，來(lái)控制RS232的

4、數(shù)據(jù)流，調(diào)節(jié)GPIB與RS232的傳輸速率，實(shí)現(xiàn)RS232與GPIB協(xié)議的轉(zhuǎn)換。第二部分是GPIB接口IP核的設(shè)計(jì)，通過(guò)第一部分的設(shè)計(jì)，對(duì)GPIB接口專(zhuān)用芯片TNT4882有了深入的研究，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)自己的GPIB接口IP核。本設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)的思想，將GPIB接口IP核分成三個(gè)模塊：GPIB接口功能模塊、內(nèi)部寄存器模塊和數(shù)據(jù)傳輸控制模塊。GPIB接口功能采用狀態(tài)機(jī)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，GPIB接口功能由一組互相排斥而又互相聯(lián)系的狀態(tài)圖來(lái)

5、給定，利用它們之間的各個(gè)功能和各個(gè)狀態(tài)的鉸鏈，在設(shè)計(jì)時(shí)最終實(shí)現(xiàn)的是一個(gè)整體的GPIB芯片狀態(tài)機(jī)。為了控制GPIB接口功能以及數(shù)據(jù)的傳輸，設(shè)計(jì)了25個(gè)8位寄存器，這些寄存器包括控制寄存器和狀態(tài)寄存器，控制寄存器用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)GPIB接口功能的控制，狀態(tài)寄存器用來(lái)查詢GPIB接口狀態(tài)和中斷狀態(tài)。由于設(shè)計(jì)的GPIB接口IP核與Avalon總線相連，本文根據(jù)Avalon總線的規(guī)范，設(shè)計(jì)了IP核的控制端的接口信號(hào)，還設(shè)計(jì)了兩個(gè)FIFOs用來(lái)調(diào)節(jié)Ava