基于FPGA的MⅢ總線(xiàn)與RS422通信協(xié)議轉換板的設計
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3．3 總線(xiàn)接口控制單元
總線(xiàn)接口控制單元的主要功能是MIII總線(xiàn)地址和數據的收發(fā)、轉換、寄存以及接口控制信號和驅動(dòng)信號的產(chǎn)生等?？偩€(xiàn)接口控制單元可以基于FPGA嵌入IP軟核的SOPC系統來(lái)實(shí)現。SOPC是一種特殊的嵌入式系統，它是片上系統(SOC)，即由單個(gè)芯片完成整個(gè)系統的主要邏輯功能，但它不是簡(jiǎn)單的SOC，它也是可編程系統，因而具有靈活的設計方式，并可在FPGA中植入軟核處理器。也可以根據設計要求，利用相應的EDA工具來(lái)對NIOS II及其外圍設備進(jìn)行構建，以使該嵌入式系統在硬件結構、功能特點(diǎn)、資源占用等方面全面滿(mǎn)足系統的設計要求。此系統的開(kāi)發(fā)工具采用Altera公司推出的Quartus II系列軟件。FPGA采用Altera公司生產(chǎn)的Cyclone II系列的EP2C40芯片，此芯片采用TSMC驗證的90nm低K介電質(zhì)工藝制造的成本優(yōu)化架構，并具有更多的特性和非常大的容量，以及很低的單位邏輯單元成本，故可滿(mǎn)足系統要求。
(1)Nios II處理器
Nios II處理器主要負責解析從RS422串口接收的控制命令，以控制總線(xiàn)轉換器，使其按照設定的工作模式運行；同時(shí)，該處理器還實(shí)時(shí)打包接收到的MIII總線(xiàn)數據，并通過(guò)RS422串口上傳至PC機，實(shí)現PC對MIII總線(xiàn)信息的獲取。采用QuartusII軟件SOPC Builder生成的Nios II處理器單元如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/156943.htm
具體工作時(shí)，當數據流向為RS422串口到MIII總線(xiàn)時(shí)，NIOSII處理器可將數據從RS422串口接收緩沖存儲器中讀出，并輸出至MIII總線(xiàn)發(fā)送緩沖單元中，同時(shí)還將數據發(fā)送到外部的SRAM中進(jìn)行存儲；而當數據流向為MIII總線(xiàn)到RS422串口時(shí)，其方式其之類(lèi)似，其不同點(diǎn)是由于MIII總線(xiàn)的傳輸速率遠大于串口的傳輸速率，因而要插入相應的等待和協(xié)調控制信號。
(2)MIII總線(xiàn)收發(fā)
MIII總線(xiàn)收發(fā)功能則獨立于Nios系統。它充分利用FPGA可靈活配置的特點(diǎn)，并用VerilogHDL語(yǔ)言實(shí)現MIII總線(xiàn)的實(shí)時(shí)性和可靠性要求較高的關(guān)鍵部分，然后模擬MIII總線(xiàn)的邏輯功能，最終實(shí)現MIII總線(xiàn)數據、地址的收發(fā)以及與Nios系統通過(guò)自定義的接口實(shí)現通訊。MIII總線(xiàn)的信號時(shí)序如圖4所示。
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