CPLD 實(shí)現(xiàn) GPIB 控制器的設(shè)計(jì)

2.5 三態(tài) I/O 通道 需要注意的是芯片數(shù)據(jù)通道中八條數(shù)據(jù)線與控制數(shù)據(jù)流向的八條控制線都是雙向的，所以必須對(duì) I/O 通道進(jìn)行設(shè)置。實(shí)現(xiàn)雙向總線，就需要使用可編程邏輯器件的雙向口構(gòu)造雙向

三態(tài)總線。三態(tài)總線的實(shí)現(xiàn)，需要使用三態(tài)緩沖器，實(shí)現(xiàn)高、低電平和高阻三個(gè)狀態(tài)?；贏LTERA 公司的 CPLD 系列器件的特點(diǎn)，我們?cè)?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/設(shè)計(jì)">設(shè)計(jì)的時(shí)候，內(nèi)部避免使用雙向的三態(tài)總線， 將雙向的信號(hào)分別直接引到外部。在外部設(shè)計(jì)雙向三態(tài)總線。設(shè)計(jì)中采用圖形方式輸入，利用參數(shù)化模塊庫(kù)(LPM)實(shí)現(xiàn)。這種方法尤為清晰簡(jiǎn)便。如圖所示：

圖 2 三態(tài)總線的實(shí)現(xiàn)

在這里用 TE 信號(hào)來(lái)作為三態(tài)總線的方向控制信號(hào)。不考慮控功能，當(dāng)本設(shè)備處于并行點(diǎn) 名狀態(tài)，或者作為非命令數(shù)據(jù)的源接受方時(shí)，TE 信號(hào)為真，即 TE=PPAS+~SIDS。

2.6 GPIB 總線中的三線掛鉤技術(shù)的實(shí)現(xiàn) 三線掛鉤技術(shù)是本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，因?yàn)樵诳偩€傳輸中，所有的命令和數(shù)據(jù)的傳送都要通過(guò)三線掛鉤來(lái)實(shí)現(xiàn)。

GPIB 總線中的三線掛鉤技術(shù)（DAV、NRFD、NDAC）可以自動(dòng)適應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)中各種不 同器件的傳輸速率。源方作為講者或者控者的器件，發(fā) DAV 消息。受方作為聽(tīng)者的器件，發(fā)NRFD、NDAC 消息。三條握手線，DAV 線、NRFD 線和 NDAC 線，用于控制設(shè)備之間消息 字節(jié)的傳送。發(fā)送消息方（源方）和接收消息方（受方）利用這 3 條握手線進(jìn)行三線掛鉤，以保證數(shù)據(jù)線上的消息（命令或數(shù)據(jù)）能準(zhǔn)確無(wú)誤地傳送。

圖 4 本設(shè)計(jì)三線掛鉤仿真圖

通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的仿真，對(duì)比 NI 公司的 GPIB 控制器 NAT9914 數(shù)據(jù)手冊(cè)上的三線掛鉤的時(shí)序圖可以看出，本設(shè)計(jì)成功地實(shí)現(xiàn)了三線掛鉤的要求。

2.7 系統(tǒng)調(diào)試

調(diào)試是軟硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中必不可少的一環(huán)。最終程序通過(guò) ByteBlaster 專用下載電纜下載EPM3256ATC144-10 芯片中，將下載好程序地 CPLD 取代原來(lái)系統(tǒng)中的 NAT9914 進(jìn)行在線 調(diào)試。通過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)，成功地實(shí)現(xiàn)了 CPLD 替代 GPIB 控制器的大部分功能。

3. 結(jié) 論

本文的創(chuàng)新點(diǎn)：采用低成本的 CPLD 器件替代了價(jià)格昂貴，且難以購(gòu)買的 GPIB 控制芯片， 成功的實(shí)現(xiàn)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 IP CORE，并且所有核心模塊完全采用 VHDL 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)， 能夠在不同的開(kāi)發(fā)環(huán)境上移植，可以根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)行剪裁和優(yōu)化，不僅大大節(jié)省了成本，而且具有很大的靈活性。