基于CPLD的嵌入式系统I_2_C总线控制器的内核设计

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要／．一7本文是以湖北省科委“掌上无线智能终端设备”项目为背景，介绍采用自行设计的I2c总线控制器芯片实现嵌入式系统I2C总线扩展的技术。众所周知，2IC总线是一种高效、便捷的串行总线，在目前计算机控制、通讯系统中应用2得越来越广。实现IC总线扩展是解决各种嵌入式系统、单片机系统实现挂接众多I2c总线设备的关键。本文分析了12C总线协议，并提出了自行开发设计、2基于嵌入式系统平台的Ic总线控制器的基本模型和具体内核实现机制，并且2介绍了IC总线控制器内核的仿真和和实现过程。本文综合运用了在系统可编2程技术解决IC总线控

2、制器设计的问题，将电子设计自动化技术和嵌入式系统2的IC总线扩展技术相结合，最终通过对X儿inx公司高速、低功耗的CoolRunner芯片的编程实现了自行设计的I2C总线控制器芯片。本文涉及电子22设计自动化技术、在系统可编程技术、嵌入式系统的IC总线扩展技术以及IC总线控制器的具体实现等方面。1全文主要内容如下：采用Motorola公司的MC68EZ328嵌入式微处理器构建了嵌入式系统，并且通过嵌入uClinux操作系统，提供了可以实现I2C总线扩展的硬件和系统软件的基本平台。22通过对IC总线协议的详细分析，提出了IC总线和MC68EZ32

3、8微处理器22接口的基本模型——IC总线控制器，并详细分析了IC总线控制器的实现机理。用硬件设计描述语言VHDL具体实现了I2C总线控制器，并且进行了功能仿真，分析了具体的仿真结果。最后将代码综合后生成的编程文件下载到具体2CPLD芯片中，实现了真正意义上开发者专有的Ic总线控制器。关键词：嵌入式系统，注系统可编程，I2C总线控制器，CPLD，VHDL、华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTnlisthesis．whichissponsoredbytheprojectofWuHanScienceandTechnologyCommittee，H

4、and—heldWirelessIntelligentTerminals，presentsailapproachforextendingthe12C(InterIntegratedCircuit)BuswiththebuscontrollerbasedonCPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)．12CBus．whichiSeffectiveandconvenient，iSusedinthecomputercontrolandcommunicationsystemsmuchmorethaneveEAnditsex

5、tensioniSthekeyofaccomplishingthetaskthatallkindsofembeddedCPUsystemsconnectmanyI‘CBusequipments．AbasicmodeIofI。CBuscontroller,whichiSmadeupoftwointerfacemodules，themicroprocessorlogicinterfaceandthebuslogicinterface，andthemechanismtoimplementthespecificchipcorebyanalyzing12

6、CBusSpecificationsaresetup．Thenthesimulationofthecontroller’Scoreandtheprocessofthecore’Sdownloadaredescribed．Thiscontroller’SdesignreferstotheTop．Downdesignmethodandthemodularizationideasfromglobalarc；hitecturedesigntoIocalfunctionimplementation．Andthestatemachinedesignmeth

7、odisapplied，whichaccomplishesthecomplexstatetransitionofthebuscontroller．FurthermoresuchfieldsasISP(InSystemProgramming)，thebusextensiontechniqueofEmbeddedSystemsandtheimplementationofi2CBuscontrollerareinvolvedinthethesis．乃馏designedbuscontrollerfulfillsalltheexpectedgoalsan

8、dithasbeenappliedtotheembeddedsystemssuccessfully．Keywords：EmbeddedSystem，I