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基于FPGA的VXI总线接口电路设计

基于FPGA的VXI总线接口电路设计

点击数:7693 次   录入时间:03-04 11:54:41   整理:http://www.55dianzi.com   接口电路

摘  要:研制开发VXI总线的模块化仪器,其关键是接口电路设计。VXI接口的集成化、单片化可以大大简化VXI模块开发的过程。FPGA具有集成度高、可靠性好、速度快、价格低、编程方便、设计灵活等特点,很适合VXI接口设计。在此采用FPGA来设计VXI总线接口电路,并详细讨论接口中几个主要功能模块的设计和实现。
关键词:VXI总线;接口电路;FPGA

1  引言

VXI总线系统是一种在世界范围内完全开放的、适用于多厂商的模块化仪器总线系统,是目前世界上最新的仪器总线系统。作为一种系统集成灵活、快捷、方便的开发技术,模块的研制和开发是它的基础。为了研制开发VXI模块化仪器,必须首先要解决VXI总线接口电路的设计。
以前旧的设计方法,主要有以下两种方案:1)采用分立元件配合GAL等小规模器件实现。这种方法的优点是接口部分可以和功能部分紧密配合,但集成度低、规模小、可靠性差。2)采用现成的接口芯片,如Interface Tech的IT9010,IT9010M寄存器基、消息基VXI接口芯片;Cypress的VIC068系列VME接口芯片等。但是,这些芯片的价格较高,也不易理解其实现原理,难以调试。
随着自动测试系统的要求越来越高,VXI总线虚拟仪器的功能越来越复杂,对电路的设计要求也越来越高,设计工作量也越来越大。因此,有别于以上两种方案,采用FPGA来设计VXI接口电路。FPGA(FiELD Programmable Gate Array)是目前广泛采用的一种可编程器件,它的应用不仅使得数字电路系统的设计非常方便,并且还大大缩短了系统研发周期,缩小了数字电路系统的体积和所用芯片的品种。它综合了以上两种方案的优点,集成度高、可靠性好、速度快、价格低、编程方便、设计灵活,可以随时修改以适应不同需求。

2  功能模块的设计与实现

设计实现的目标是C尺寸,寄存器基A16/D16器件,不设中断请求功能。VXI总线寄存器基接口电路框图如图1所示,图中主要包括:总线缓冲驱动、寻址和译码电路、数据传输应答状态机、配置及操作寄存器组四个部分。




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