GPIB-ENET和GPIB-UART轉換的研究與設計.pdf

1、隨著電子技術與計算機技術的不斷發(fā)展,ATS自動測試系統(tǒng)已成為自動控制領域的重要組成,它是用計算機將若干臺相互協(xié)作的測量儀器用總線連接起來進行數(shù)據(jù)通信完成精密可靠的測量。近些年微電子技術和網(wǎng)絡通信技術的迅速發(fā)展推動著測量儀器朝著數(shù)字化和智能化方向發(fā)展,采用智能儀器構建大型自動測試系統(tǒng)的關鍵技術就是總線技術。自上個世紀70年代開始,平均每10年測量儀器領域就要推出一種測量儀器總線接口標準：它們分別是GPIB(IEEE-488)、VXI(15

2、15)、PXI、LXI。隨著自動測試系統(tǒng)應用的日益推廣,GPIB總線的應用也越來越多,是組建自動測試系統(tǒng)的最成熟的總線,國外大多數(shù)測量儀器都支持GPIB。 目前國內(nèi)外有許多公司開發(fā)了眾多的有GPIB接口的智能儀器和VXI儀器模塊,還開發(fā)了很多易用的自動測試系統(tǒng)的開發(fā)程序,自動測試系統(tǒng)已廣泛用在國防生產(chǎn)和科研實驗中。使用最多的GPIB控制芯片是美國National Instrument(NI)公司生產(chǎn)的基于IEEE-488協(xié)議的N

3、AT9914和NAT4882,國內(nèi)還沒有生產(chǎn)此類芯片的廠家,因此構造GPIB自動測量系統(tǒng)價格十分昂貴,而且在實際應用過程中,我們只需要使用這些專用芯片部分功能,造成一定的資源浪費。本課題研究克服這些問題的方法,充分應用FPGA的本身資源,設計專用GPIB控制器芯片實現(xiàn)IEEE-488協(xié)議要求,并將此GPIB控制芯片應用于ARM7微處理器系統(tǒng)中實現(xiàn)GPIB-UART與GPIB-ENET之間的協(xié)議轉換,完成智能儀器與PC機之間數(shù)據(jù)通信組建自

4、動測試系統(tǒng)?；贔PGA的GPIB控制芯片的設計簡化了電路、縮小了體積、節(jié)約成本、提高了穩(wěn)定性,具有更大的靈活性,并且為國內(nèi)專用芯片自主研發(fā)開辟了道路。 基于FPGA的GPIB控制器芯片的設計是本文重點,它主要分為狀態(tài)機的實現(xiàn)、數(shù)據(jù)通道和微處理接口的設計。采用基于模塊化設計思想,用VerilogHDL硬件描述語言完成各模塊功能描述,最后利用生成的模塊符號采取類似畫電路圖的方法完成整個系統(tǒng)芯片的設計。第一章討論了本課題提出的背景意