基于FPGA的GPIB接口IP核的研究與設(shè)計.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)計領(lǐng)域的地位越來越重要。利用SOPC解決方案可將CPU、存儲器、I/O接口、低電壓差分信號(LVDS)技術(shù)、時鐘

2、-數(shù)據(jù)自動恢復(fù)(CDR)以及鎖相環(huán)(PPL)等系統(tǒng)設(shè)計所必須的模塊集成到一片可編程器件上，構(gòu)成一個可編程系統(tǒng)。 GPIB(General Purpose Interface Bus)接口是儀器專用接口，遵循的最新協(xié)議是IEEE 488.1-2003和IEC/IEEE 60488-2(2004)。GPIB接口是組建自動測試系統(tǒng)的橋梁。由于使用GPIB組建測試系統(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，使得G

3、PIB在測試領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 本文的工作主要由兩個部分組成：第一部分是用GPIB接口專用芯片實現(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芯片實現(xiàn)GPIB接口功能，串行口通過MAX232與RS232接口相連，并且使用單片機(jī)的P1.0和P1.1口通過MAX232與RS232接口的CTS和RTS相連，來控制RS232的

4、數(shù)據(jù)流，調(diào)節(jié)GPIB與RS232的傳輸速率，實現(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，通過第一部分的設(shè)計，對GPIB接口專用芯片TNT4882有了深入的研究，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計自己的GPIB接口IP核。本設(shè)計采用模塊化設(shè)計的思想，將GPIB接口IP核分成三個模塊：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)的方法來實現(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

5、給定，利用它們之間的各個功能和各個狀態(tài)的鉸鏈，在設(shè)計時最終實現(xiàn)的是一個整體的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)計了25個8位寄存器，這些寄存器包括控制寄存器和狀態(tài)寄存器，控制寄存器用來實現(xiàn)對GPIB接口功能的控制，狀態(tài)寄存器用來查詢GPIB接口狀態(tài)和中斷狀態(tài)。由于設(shè)計的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)計了IP核的控制端的接口信號，還設(shè)計了兩個FIFOs用來調(diào)節(jié)Ava