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《江苏大学》 2007年
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基于FPGA的GPIB接口IP核的研究与设计

高玉栋  
【摘要】: 随着微电子技术的发展,在系统可编程(In System Programmability,ISP)技术在各个领域的应用日益广泛。Altera公司的可编程片上系统(System On aProgrammable Chip,SOPC)解决方案,使得FPGA(Field Programmable GateArray)在嵌入式系统设计领域的地位越来越重要。利用SOPC解决方案可将CPU、存储器、I/O接口、低电压差分信号(LVDS)技术、时钟-数据自动恢复(CDR)以及锁相环(PPL)等系统设计所必须的模块集成到一片可编程器件上,构成一个可编程系统。 GPIB(General Purpose Interface Bus)接口是仪器专用接口,遵循的最新协议是IEEE 488.1-2003和IEC/IEEE 60488-2(2004)。GPIB接口是组建自动测试系统的桥梁。由于使用GPIB组建测试系统组建灵活、方便、规模较小、GPIB设备利用率高、可靠性好等优点,使得GPIB在测试领域有着广泛的应用。 本文的工作主要由两个部分组成:第一部分是用GPIB接口专用芯片实现GPIB接口功能,在大功率晶体管特性图示仪具备RS232接口的基础上扩展GPIB接口功能。本文使用Winbond公司的W77E58单片机控制TNT4882芯片实现GPIB接口功能,串行口通过MAX232与RS232接口相连,并且使用单片机的P1.0和P1.1口通过MAX232与RS232接口的CTS和RTS相连,来控制RS232的数据流,调节GPIB与RS232的传输速率,实现RS232与GPIB协议的转换。第二部分是GPIB接口IP核的设计,通过第一部分的设计,对GPIB接口专用芯片TNT4882有了深入的研究,在此基础上,设计自己的GPIB接口IP核。本设计采用模块化设计的思想,将GPIB接口IP核分成三个模块:GPIB接口功能模块、内部寄存器模块和数据传输控制模块。GPIB接口功能采用状态机的方法来实现,GPIB接口功能由一组互相排斥而又互相联系的状态图来给定,利用它们之间的各个功能和各个状态的铰链,在设计时最终实现的是一个整体的GPIB芯片状态机。为了控制GPIB接口功能以及数据的传输,设计了25个8位寄存器,这些寄存器包括控制寄存器和状态寄存器,控制寄存器用来实现对GPIB接口功能的控制,状态寄存器用来查询GPIB接口状态和中断状态。由于设计的GPIB接口IP核与Avalon总线相连,本文根据Avalon总线的规范,设计了IP核的控制端的接口信号,还设计了两个FIFOs用来调节Avalon总线和GPIB的传输速率。 本文设计的RS232-GPIB协议转换器已经成功应用于大功率晶体管特性图示仪中。设计的GPIB接口IP核也通过了ModelSim下的仿真和Quartus下的综合,达到了设计目的。
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN791

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【引证文献】
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1 叶剑锋;基于CycloneⅡ的PXI总线板卡设计与实现[D];华中科技大学;2009年
2 胡小国;CAN总线控制器的接口IP核设计与实现[D];东北师范大学;2011年
3 叶剑锋;基于CycloneII的PXI总线板卡设计与实现[D];华中科技大学;2009年
【参考文献】
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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6 本报记者 冯晓伟;FPGA格局难改 新兴企业胜算几何?[N];中国电子报;2009年
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4 叶忠彬;基于FPGA的数字频率合成系统的设计与实现[D];电子科技大学;2011年
5 彭涵阳;无串扰超声测距系统的激励方法及基于FPGA的设计与实现[D];天津大学;2010年
6 杜国女;基于FPGA的音乐景观灯的设计与实现[D];兰州交通大学;2011年
7 隆志远;基于FPGA和光电耦合的旋转机械非接触双向信号传输系统[D];南京航空航天大学;2010年
8 王波;基于FPGA的双核导航计算机系统设计[D];哈尔滨工程大学;2012年
9 袁臻;电动多叶光栅通讯部分的FPGA实现[D];上海交通大学;2009年
10 刘开健;基于FPGA的实时图像处理系统的设计与实现[D];昆明理工大学;2008年
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