基于FPGA的PXA270外設(shè)時(shí)序轉(zhuǎn)換接口設(shè)計(jì)

　　圖3為COM20020的時(shí)序原理圖，從時(shí)序分析可得出如下設(shè)計(jì)方案：DIR用于指示操作是讀還是寫，DIR=‘1’為讀，否則為寫。在操作前先對(duì)DIR 賦值；在EN有效時(shí)選擇CS，CLK的下一次上升沿變?yōu)橛行?。這樣是給寫操作對(duì)COM20020數(shù)據(jù)總線準(zhǔn)備數(shù)據(jù)之用，不影響讀操作；DS選擇在CS有效的下一個(gè)CLK上升沿變?yōu)橛行?，但在CS無效前兩個(gè)時(shí)鐘周期給出上升沿，以滿足“片選信號(hào)CS必須先于DS至少5 ns，并且只能在DS無效之后恢復(fù)為高電平”，并且DS中間應(yīng)有至少60ns的時(shí)鐘寬度，因而保持3個(gè)CLK周期有效。圖4為CommandGenerator時(shí)序仿真圖。采用計(jì)數(shù)器進(jìn)行時(shí)序同步。以下給出VHDL源代碼。

　　圖5為批數(shù)據(jù)從WRRAM向外設(shè)傳送的連續(xù)時(shí)鐘產(chǎn)生和自動(dòng)地址生成原理圖。其中，lpm_counter0為帶有異步清零和進(jìn)位信號(hào)的增計(jì)數(shù)； AutoAccessDataNumsOnce在EN='1'時(shí)，產(chǎn)生一次批傳送時(shí)鐘，根據(jù)COM20020的長(zhǎng)短數(shù)據(jù)包傳送要求，在CCESSTYPE =‘1’時(shí)傳送長(zhǎng)數(shù)據(jù)包(512 B)，否則傳送短數(shù)據(jù)包(256 B)。FRE信號(hào)同時(shí)提供WRRAM的rdclock和lpm_counter0的clock信號(hào)。

　　圖6為一次批數(shù)據(jù)向RAM中寫，而后啟動(dòng)DMA傳輸，將數(shù)據(jù)從RAM送至COM20020的時(shí)序仿真。在WRCLOCK上升沿時(shí)，RAM將datain總線上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到WR_AD-DRESS所指向的字節(jié)地址空間，WRCLOCK信號(hào)是由PXA270的WE信號(hào)與分配給RAM的片選信號(hào)(高電平有效)相與而得。對(duì)RAM進(jìn)行模擬寫時(shí)必須確保AUTOWREN無效(低電平)；在檢驗(yàn)數(shù)據(jù)DMA傳輸?shù)腞AM輸出環(huán)節(jié)，WRCLOCK應(yīng)不再出現(xiàn)上升沿信號(hào)，以防RAM同時(shí)讀寫造成輸出不定值。此外，每個(gè)數(shù)據(jù)從outputdata端口輸出時(shí)，CS、DS在一定延時(shí)后(1個(gè)CLK時(shí)鐘周期)給時(shí)序產(chǎn)生留足夠時(shí)間。需說明：COM20020內(nèi)部有2 K字節(jié)的RAM空間，用于存放待發(fā)送或已接收的數(shù)據(jù)包，在向RAM中寫數(shù)據(jù)包前，指定該數(shù)據(jù)包的存放位置，然后將COM20020中的指針自動(dòng)移動(dòng)位置 1，則只需連續(xù)的向該RAM中寫數(shù)據(jù)，而不必給出地址信號(hào)。

　　3．3 對(duì)外設(shè)指定寄存器操作

　　對(duì)外設(shè)指定寄存器操作比批數(shù)據(jù)傳送實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，只需將操作次數(shù)降為1次，并對(duì) COM20020的A2～A0提供相應(yīng)的地址即可。指定寄存器操作將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在RAM的高512字節(jié)空間，并且只占用其中低8個(gè)字節(jié)，在PXA270編程時(shí)，需確保PXA270送入RAM的地址與命令寄存器中的RAM存儲(chǔ)地址COMMANDBYTE[2..0]相對(duì)應(yīng)。

　　4 結(jié)論

　　本設(shè)計(jì)解決ARCNET協(xié)議專用器件應(yīng)用于列車通信網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)序匹配問題，實(shí)現(xiàn)了PXA270處理器與COM20020的時(shí)序轉(zhuǎn)換。此外，對(duì)擴(kuò)展其他總線訪問類型提供了參考框架，可通過修改CommandGenerator中COM20020時(shí)序，實(shí)現(xiàn)不同外設(shè)總線訪問類型的擴(kuò)展；修改 AutoAccessDataNun-sOnce中的ACCESSTYPE，可配置批數(shù)據(jù)操作的數(shù)據(jù)種類。