基于FPGA的接口芯片逻辑设计及仿真

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1、第30卷第4期中南民族大学学报(自然科学版)Vol．30No．42011年12月JournalofSouth-CentralUniversityforNationalities(Nat．Sci．Edition)Dec．2011基于FPGA的接口芯片逻辑设计及仿真王文涛，张皓月，朱顺安，周佳(中南民族大学计算机科学学院，武汉430074)摘要分析了8255A芯片的结构和工作方式，用Verilog实现8255A芯片0方式下A、B口的读写，C口的置位，以及编程控制机制．经过ISE仿真与FPGA芯片的JTAG调试，结果证明:其功能

2、能够满足接口实验的需求，为用FPGA扩展现有接口实验平台做出了探索．关键词8255A芯片;现场可编程门阵列;仿真中图分类号TP332文献标识码A文章编号1672-4321(2011)04-0094-04DesignandSimulationofInterfaceChipBasedonFPGAWangWentao，ZhangHaoyue，ZhuShun'an，ZhouJia(CollegeofComputerScience，South-CentralUniversityforNationalities，Wuhan430074

3、，China)AbstractThispaperanalysesthestructureandworkingmethodsof8255Achip，andthenrealizestheI/OofA，Bports，thesetofCport，andprogrammingcontrolmechanismsunder0mode．ThroughISESimulationandJTAGdebug，weverifythatitsfunctionscanmeettheneedsofinterfaceexperiments，andthisw

4、orkgivesexplorationabouttheexpansionoftheexistinginterfaceexperimentplatformbyusingFPGA．Keywords8255Achip;FPGA;simulation随着微型计算机应用的日益广泛和深入，接口组可设置为基本的I/O口，闪控(STROBE)的I/O技术有了迅速的发展，并已成为直接影响微机系统闪控式，双向I/O3种模式;B组只能设置为基本I/功能和推广应用的关键．从硬件的角度来看，微机的O或闪控式I/O2种模式，而这些操作模式完全由开发与

5、应用，在很大程度上就是微机接口电路的开控制寄存器的控制字决定．发与应用．FPGA是一种新兴的可编程逻辑器件，可如图1，我们将8255A划分成6个模块，分别是以取代现有的全部微机接口芯片，实现微机系统中数据总线缓冲器、读写控制逻辑、内部总线、PA、［2］的存储器、地址译码等多种功能，具有更高的密度、PB、PC．更快的工作速度、更好的稳定性和更大的编程灵活性，能熟练运用FPGA设计接口芯片，无疑需要对接口芯片有更深层次的理解．18255A内部结构8255A具有24个可编程设置的I/O口，即3组［1］8位的I/O为PA，PB和P

6、C．它们又可分为2组12位的I/O，A组包括A口及C口(高4位，PC4～图18255A内部结构图Fig．1Internalstructureof8255APC7)，B组包括B口及C口(低4位，PC0～PC3)．A收稿日期2011-08-30作者简介王文涛(1967-)，男，博士，副教授，研究方向:图像处理、嵌入式与网络技术，E-mail:wangwt@mail．scuec．edu．cn基金项目中南民族大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(CYZ10011)第4期王文涛，等:基于FPGA的接口芯片逻辑设计及仿真95各信

7、号的说明如下.A1A0:可以形成片内4个端口地址，用来寻址8255A内部寄存器．CS:芯片选择信号线，当CS=1时，表示芯片被选中，允许8255A与CPU进行通讯;CS=0时，8255A无法与CPU做数据传输．WR:写信号，当WR=1且CS=1时，允许CPU将数据或控制字写入8255A．RD:读信号，当RD=1且CS=1时，允许8255A图3A和CS的控制信号通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPUFig．3ControlsignalofAandCS［4］从8255A读取数据．3)对数据总线缓冲器的控制信号．RES

8、ET:复位输入线，当该输入端处于高电平当RESET=1时，CTRL=8’b0;当{A，CS，D时，所有内部寄存器(包括控制寄存器)均被清除，［7］，reset，WR}==6’b110100时，表示对读写控制所有I/O口均被置成输入方式．逻辑的寄存器进行操作．即CTRL=D_inbuf;根据CTRL［］寄