CPLD 實(shí)現 GPIB 控制器的設計

2.5 三態(tài) I/O 通道 需要注意的是芯片數據通道中八條數據線(xiàn)與控制數據流向的八條控制線(xiàn)都是雙向的，所以必須對 I/O 通道進(jìn)行設置。實(shí)現雙向總線(xiàn)，就需要使用可編程邏輯器件的雙向口構造雙向

三態(tài)總線(xiàn)。三態(tài)總線(xiàn)的實(shí)現，需要使用三態(tài)緩沖器，實(shí)現高、低電平和高阻三個(gè)狀態(tài)?；贏(yíng)LTERA 公司的 CPLD 系列器件的特點(diǎn)，我們在設計的時(shí)候，內部避免使用雙向的三態(tài)總線(xiàn)， 將雙向的信號分別直接引到外部。在外部設計雙向三態(tài)總線(xiàn)。設計中采用圖形方式輸入，利用參數化模塊庫(LPM)實(shí)現。這種方法尤為清晰簡(jiǎn)便。如圖所示：

圖 2 三態(tài)總線(xiàn)的實(shí)現

在這里用 TE 信號來(lái)作為三態(tài)總線(xiàn)的方向控制信號。不考慮控功能，當本設備處于并行點(diǎn) 名狀態(tài)，或者作為非命令數據的源接受方時(shí)，TE 信號為真，即 TE=PPAS+~SIDS。

2.6 GPIB 總線(xiàn)中的三線(xiàn)掛鉤技術(shù)的實(shí)現 三線(xiàn)掛鉤技術(shù)是本設計的關(guān)鍵，因為在總線(xiàn)傳輸中，所有的命令和數據的傳送都要通過(guò)三線(xiàn)掛鉤來(lái)實(shí)現。

GPIB 總線(xiàn)中的三線(xiàn)掛鉤技術(shù)（DAV、NRFD、NDAC）可以自動(dòng)適應測試系統中各種不 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(xiàn)，DAV 線(xiàn)、NRFD 線(xiàn)和 NDAC 線(xiàn)，用于控制設備之間消息 字節的傳送。發(fā)送消息方（源方）和接收消息方（受方）利用這 3 條握手線(xiàn)進(jìn)行三線(xiàn)掛鉤，以保證數據線(xiàn)上的消息（命令或數據）能準確無(wú)誤地傳送。

圖 4 本設計三線(xiàn)掛鉤仿真圖

通過(guò)對系統的仿真，對比 NI 公司的 GPIB 控制器 NAT9914 數據手冊上的三線(xiàn)掛鉤的時(shí)序圖可以看出，本設計成功地實(shí)現了三線(xiàn)掛鉤的要求。

2.7 系統調試

調試是軟硬件設計過(guò)程中必不可少的一環(huán)。最終程序通過(guò) ByteBlaster 專(zhuān)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)系統中的 NAT9914 進(jìn)行在線(xiàn) 調試。通過(guò)反復的試驗，成功地實(shí)現了 CPLD 替代 GPIB 控制器的大部分功能。

3. 結 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，且難以購買(mǎi)的 GPIB 控制芯片， 成功的實(shí)現了具有自主知識產(chǎn)權的 IP CORE，并且所有核心模塊完全采用 VHDL 語(yǔ)言實(shí)現， 能夠在不同的開(kāi)發(fā)環(huán)境上移植，可以根據不同的應用環(huán)境，對其進(jìn)行進(jìn)行剪裁和優(yōu)化，不僅大大節省了成本，而且具有很大的靈活性。