可重构iic总线的分析

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1、东南大学硕士学位论文因此，我们考虑能否架构一个可重构的类IIC电路体系，在不影响总线功能的条件下提高总线的传输速率。目前所有的IIC总线，数据仲裁和数据传输都是在SDA线上完成，而SCL线上的负担相对较小。如果我们能把在SDA线上完成的某些功能移到SCL线上完成，那么可以预见IIC总线的传输速率将会有大幅度的提高。因此，我们的研究可以归结为：在IIC总线的功能完善上另辟蹊径，在不影响其简单特性的前提下提高其有效性和稳定性。主要是提高总线的数据传输速率，最好能达到10Mbit／s以上。本文的设计目标是：1、根据传

2、统IIC总线电路重组总线的电路结构，在突破专利限制的基础上完成IIC总线的可重构设计，实现IIC总线的基本功能；2、复用传统IIC总线电路结构，尽可能的降低IIC总线的硬件资源消耗；3、提高IIC总线的传输速率，最好能达到10Mbit／s以上。1．2IIC总线研究现状自从八十年代早期，PhilipsSemiconductors开发出一种双向的二线制总线(IIC—InterIntegratedCircuit)来有效的控制IC器件之间的连接以后。迅速应用到各个领域：通讯、运算、电信、网络、智能、雷达等等。其最主要的

3、优点是简单性和有效性。这个最初为音频和视频设备开发的总线结构，现在俨然已经成为一个国际标准，在超过100种不同的IC上实现而且得到了50家公司的许可。已经有很多半导体集成电路上都集成了IIC接口。目前在视频处理、移动通信等领域中采用IIC总线接口器件已经比较普遍。另外，带有IIC接口的单片机有：CYGNAL的C8051FOXX系列，PHILIP的SP87LPC7XX系列，MlCROCHIP的PlCl6C6XX系列等，同时很多外围器件如存储器、监控芯片等也提供IIC接口。但是，随着内核电压的持续降低以及IIC总线

4、上不断增加的新的设备，市场要求的通信速度不断加快；为不耽误其它处理器的工作而对总线性能不断提出新的要求。这也要求能够开展可重构IIC的研究工作以对传统IlC总线进行进一步的拓展f1】o目前的市场状况表明：对IIC产品的数量和性能的需求正以极快的速度在迅猛增长。因此，市场高速增长的需求是我们选该课题作为研究的主要原因。而目前这项技术由国外厂商占据着领先地位：因而国内市场也由国外厂商所垄断。这些厂商主要有：Philips，Xilinx，Catalyst，DALLAS，ATMEL等。Philips推出的PCA9564

5、的频率最高已达到400kHz。因此我们的研究是在IIC总线的功能完善上另辟蹊径，在不影响其简单特性的前提下提高其有效性和稳定性。同时，可重构IIC电路的研究，突破了传统IIC电路的实现方式，利用IIC电路中的特征模块，根据需要进行重构来形成IIC总线类的电路，规避了国外专利电路的限2第一章绪论制，在一种新的设计平台实现ASIC的设计。1．3可重构技术研究现状可重构这个概念早在30年前就有人提出过，真正取得较大进展则是最近七、八年的时间。最早出现的可重构计算机是60年代Geraid．Estrin设计研制的。该系统

6、由非柔性但可编程的处理器和柔性的由程序控制重构的数字逻辑部件两部分构成。这个系统由于当时的实现技术尚不完善，因此只是其理论设计的粗略近似。但是这种结构奠定了以后可重构计算机系统的核心基础。通俗地讲，所谓可重构体系结构是指硬件逻辑电路根据不同的应用需求，重新组织构成不同的电路结构，以适应不同的应用需求。可重构系统结构较为严格的定义为：如果在某一体系结构的逻辑电路中存在某些可被复用的部件，并在可复用的部件之中设置了某些控制节点，通过对这些控制节点进行控制，改变复用部件的内部结构或相互之间的连接关系，从而实现不同的电

7、路结构，完成不同的逻辑功能，那么该体系结构就称为可重构体系结构，其核心是可重构处理元。目前已有研究表明将可重构设计思想应用在总线扩展上，可实现有限系统资源的再利用。随着20世纪80年代中期Xilinx公司推出其第一款现场可编程门阵歹U(FPGA)以来，可重构(Reconfigurable)计算技术逐渐受到人们的重视，因为它能够提供硬件功能的效率和软件的可编程性，并且随着可编程器件容量根据摩尔定律的不断增大和自动设计技术的发展，可重构技术得到迅速的成熟和发展。如今．可重构体系结构(ReconflgurableAr

8、chitecture)已经成为学术界和工业界的研究热点，并且也有了不少的研究成果和工业产品面市。如Xilinx的XC、Spanan、Vertix；Alter的MAX、FLEX、APEX、Stratix、cyclone；Actel的反熔丝技术的PLD等。而大规模集成电路(LSl)的出现使得可重构计算机实现的可能性更是大大的提高了，LSI内部存储器装有重构信息及状态信息，可编程实现不同功能