基于fpga的gpib接口ip核的研究与设计

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1、江苏大学硕士学位论文捅费随着微电子技术的发展，在系统可编程(haSystemProgrammability，ISP)技术在各个领域的应用同益广泛。Altera公司的可编程片上系统(SystemOnaProgrammableChip，SOPC)解决方案，使得FPGA(FieldProgrammableGateArray)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(L、，DS)技术、时钟．数据自动恢复(CDR)以及锁相环(PPL)等系统设计所

2、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(GeneralPurposeInterfaceBus)接口是仪器专用接口，遵循的最新协议是IEEE488．1—2003和IEC／IEEE60488—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在澳9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

3、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G

4、PIB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

5、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13IP核也通过了ModelSim下的仿真和Quartus下的综合，达到了设计目的。关键字：GPIB，IEEE488，FPGA，状态机，IP核江苏大学硕士学位论文ABSTRACTWiththedeveloping

6、ofmicro—electronicstechnique，theISP(haSystemProgrammability)haspenetratedintovariousareasandwonwiderandwiderpopularity．ThesolutionsproposedbyAltera,whichisconstructeduponSOPC(SystemOnaProgrammableChip)，madeFPGA(FieldProgrammableGateArray)countmoreandmo

7、reinthedesignofimbeddedsystem．WiththehelpofSOPC，thenecessarycomponentssuch鹄cuP,memorizer,I／Ointerface，LVDStechnique，CDRandPPLCanbeintegratedintocertainprogrammablechipwhichiscalledprogrammablesystem．．TheGPIB(GeneralPurposeInterfaceBus)isakindofinterfac

8、eexclusivetodevices，whichfollowingthelasteststandardisIEEE488．1-2003andIEC／IEEE60488—2(2004)．GPIBtakestheroleofbridgetowardstheconstructionofauto—detectsystem．NowGPIBisappliedwidelyintestingbecauseofthefollowingadvantagesinconstructinga