CPLD 實現(xiàn) GPIB 控制器的設(shè)計

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 I/O 通道進行設(shè)置。實現(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)總線的實現(xiàn)，需要使用三態(tài)緩沖器，實現(xiàn)高、低電平和高阻三個狀態(tài)。基于ALTERA 公司的 CPLD 系列器件的特點，我們在設(shè)計的時候，內(nèi)部避免使用雙向的三態(tài)總線， 將雙向的信號分別直接引到外部。在外部設(shè)計雙向三態(tài)總線。設(shè)計中采用圖形方式輸入，利用參數(shù)化模塊庫(LPM)實現(xiàn)。這種方法尤為清晰簡便。如圖所示：

圖 2 三態(tài)總線的實現(xiàn)

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

2.6 GPIB 總線中的三線掛鉤技術(shù)的實現(xiàn) 三線掛鉤技術(shù)是本設(shè)計的關(guān)鍵，因為在總線傳輸中，所有的命令和數(shù)據(jù)的傳送都要通過三線掛鉤來實現(xiàn)。

GPIB 總線中的三線掛鉤技術(shù)（DAV、NRFD、NDAC）可以自動適應測試系統(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)）能準確無誤地傳送。

圖 4 本設(shè)計三線掛鉤仿真圖

通過對系統(tǒng)的仿真，對比 NI 公司的 GPIB 控制器 NAT9914 數(shù)據(jù)手冊上的三線掛鉤的時序圖可以看出，本設(shè)計成功地實現(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)計過程中必不可少的一環(huán)。最終程序通過 ByteBlaster 專用下載電纜下載EPM3256ATC144-10 芯片中，將下載好程序地 CPLD 取代原來系統(tǒng)中的 NAT9914 進行在線 調(diào)試。通過反復的試驗，成功地實現(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：采用低成本的 CPLD 器件替代了價格昂貴，且難以購買的 GPIB 控制芯片， 成功的實現(xiàn)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的 IP CORE，并且所有核心模塊完全采用 VHDL 語言實現(xiàn)， 能夠在不同的開發(fā)環(huán)境上移植，可以根據(jù)不同的應用環(huán)境，對其進行進行剪裁和優(yōu)化，不僅大大節(jié)省了成本，而且具有很大的靈活性。