國家863項目“飛行控制計算機系統FC通信卡研制”的任務是研究設計符合CPCI總線標準的FC通信卡。本課題是這個項目的進一步引伸,用于設計SCI串行通信接口,以實現環上多計算機系統間的高速串行通信。 本文以此項目為背景,對基于FPGA的SCI串行通信接口進行研究與實現。論文先概述SCI協議,接著對SCI串行通信接口的兩個模塊:SCI節點模型模塊和CPCI總線接口模塊的功能和實現進行了詳細的論述。 SCI節模型包含Aurora收發模塊、中斷進程、旁路FIFO、接受和發送存儲器、地址解碼、MUX。在SCI節點模型的實現上,利用FPGA內嵌的RocketIO高速串行收發器實現主機之間的高速串行通信,并利用Aurora IP核實現了Aurora鏈路層協議;設計一個同步FIFO實現旁路FIFO;利用FPGA上的塊RAM實現發送和接收存儲器;中斷進程、地址解碼和多路復合分別在控制邏輯中實現。 CPCI總線接口包括PCI核、PCI核的配置模塊以及用戶邏輯三個部分。本課題中,采用FPGA+PCI軟核的方法來實現CPCI總線接口。PCI核作為PCI總線與用戶邏輯之間的橋梁:PCI核的配置模塊負責對PCI核進行配置,得到用戶需要的PCI核;用戶邏輯模塊負責實現整個通信接口具體的內部邏輯功能;并引入中斷機制來提高SCI通信接口與主機之間數據交換的速率。 設計選用硬件描述語言VerilogHDL和VHDL,在開發工具Xilinx ISE7.1中完成整個系統的設計、綜合、布局布線,利用Modelsim進行功能及時序仿真,使用DriverWorks為SCI串行通信接口編寫WinXP下的驅動程序,用VC++6.0編寫相應的測試應用程序。最后,將FPGA設計下載到FC通信卡中運行,并利用ISE內嵌的ChipScope Pro虛擬邏輯分析儀對設計進行驗證,運行結果正常。 文章最后分析傳輸性能上的原因,指出工作中的不足之處和需要進一步完善的地方。
上傳時間: 2013-04-24
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I2C(Inter Integrated Circuits)是Philips公司開發的用于芯片之間連接的串行總線,以其嚴格的規范、卓越的性能、簡便的操作和眾多帶I2C接口的外圍器件而得到廣泛的應用并受到普遍的歡迎。 現場可編程門陣列(FPGA)設計靈活、速度快,在數字專用集成電路的設計中得到了廣泛的應用。本論文主要討論了如何利用Verilog/FPGA來實現一個隨機讀/寫的I2C接口電路,實現與外圍I2C接口器件E2PROM進行數據通信,實現讀、寫等功能,傳輸速率實現為100KBps。在Modelsim6.0仿真軟件環境中進行仿真,在Xilinx公司的ISE9.li開發平臺上進行了下載,搭建外圍電路,用Agilem邏輯分析儀進行數據采集,分析測試結果。 首先,介紹了微電子設計的發展概況以及設計流程,重點介紹了HDL/FPGA的設計流程。其次,對I2C串行總線進行了介紹,重點說明了總線上的數據傳輸格式并對所使用的AT24C02 E2PROM存儲器的讀/寫時序作了介紹。第三,基于Verilog _HDL設計了隨機讀/寫的I2C接口電路、測試模塊和顯示電路;接口電路由同步有限狀態機(FSM)來實現;測試模塊首先將數據寫入到AT24C02的指定地址,接著將寫入的數據讀出,并將兩個數據顯示在外圍LED數碼管和發光二極管上,從而直觀地比較寫入和輸出的數據的正確性。FPGA下載芯片為Xilinx SPARTAN Ⅲ XC3S200。第四,用Agilent邏輯分析儀進行傳輸數據的采集,分析數據傳輸的時序,從而驗證電路設計的正確性。最后,論文對所取得的研究成果進行了總結,并展望了下一步的工作。
上傳時間: 2013-06-27
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自動檢測80C51串行通訊中的波特率:本文介紹一種在80C51 串行通訊應用中自動檢測波特率的方法。按照經驗,程序起動后所接收到的第1 個字符用于測量波特率。這種方法可以不用設定難于記憶的開關,還可以
上傳時間: 2013-04-24
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TI公司的TMS320LF2407型DSP微控制器內嵌的異步串行口(SCI)支持CPU與其它使用標準格式的異步外設之間的數字通訊,通過RS-232接口可以方便地進行DSP之間或與PC機之間的異步通信。而串行外設接口(SPI)是一個高速同步串行輸入/輸出(I/O)端口,常用于DSP控制器和外部器件或其它控制器間的通訊。本設計正是通過TMS320LF2407所帶有的SCI模塊進行兩臺DSP的數據傳輸通信。同時還利用了DSP2407的SPI模塊和I/O口作了顯示以及鍵盤擴展電路,以便能實時監控數據的收發。此實例電路結構簡單易懂,非常適合剛接觸DSP的初學者使用,具有很好的參考價值。
上傳時間: 2013-07-01
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I2C(Inter Integrated Circuits)是Philips公司開發的用于芯片之間連接的串行總線,以其嚴格的規范、卓越的性能、簡便的操作和眾多帶I2C接口的外圍器件而得到廣泛的應用并受到普遍的歡迎。 現場可編程門陣列(FPGA)設計靈活、速度快,在數字專用集成電路的設計中得到了廣泛的應用。本論文主要討論了如何利用Verilog/FPGA來實現一個隨機讀/寫的I2C接口電路,實現與外圍I2C接口器件E2PROM進行數據通信,實現讀、寫等功能,傳輸速率實現為100KBps。在Modelsim6.0仿真軟件環境中進行仿真,在Xilinx公司的ISE9.li開發平臺上進行了下載,搭建外圍電路,用Agilem邏輯分析儀進行數據采集,分析測試結果。 首先,介紹了微電子設計的發展概況以及設計流程,重點介紹了HDL/FPGA的設計流程。其次,對I2C串行總線進行了介紹,重點說明了總線上的數據傳輸格式并對所使用的AT24C02 E2PROM存儲器的讀/寫時序作了介紹。第三,基于Verilog _HDL設計了隨機讀/寫的I2C接口電路、測試模塊和顯示電路;接口電路由同步有限狀態機(FSM)來實現;測試模塊首先將數據寫入到AT24C02的指定地址,接著將寫入的數據讀出,并將兩個數據顯示在外圍LED數碼管和發光二極管上,從而直觀地比較寫入和輸出的數據的正確性。FPGA下載芯片為Xilinx SPARTAN Ⅲ XC3S200。第四,用Agilent邏輯分析儀進行傳輸數據的采集,分析數據傳輸的時序,從而驗證電路設計的正確性。最后,論文對所取得的研究成果進行了總結,并展望了下一步的工作。
上傳時間: 2013-06-08
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自動檢測80C51串行通訊中的波特率:本文介紹一種在80C51 串行通訊應用中自動檢測波特率的方法。按照經驗,程序起動后所接收到的第1 個字符用于測量波特率。這種方法可以不用設定難于記憶的開關,還可以免去在有關應用中使用多種不同波特率的煩惱。人們可以設想:一種可靠地實現自動波特檢測的方法是可能的,它無須嚴格限制可被確認的字符。問題是:在各種的條件下,如何可以在大量允許出現的字符中找出波特率定時間隔。顯然,最快捷的方法是檢測一個單獨位時間(single bit time),以確定接收波特率應該是多少??墒?,在RS-232 模式下,許多ASCII 字符并不能測量出一個單獨位時間。對于大多數字符來說,只要波特率存在合理波動(這里的波特率是指標準波特率),從起始位到最后一位“可見”位的數據傳輸周期就會在一定范圍內發生變化。此外,許多系統采用8 位數據、無奇偶校驗的格式傳輸ASCII 字符。在這種格式里,普通ASCII 字節不會有MSB 設定,并且,UART總是先發送數據低位(LSB),后發送數據高位(MSB),我們總會看見數據的停止位。在下面的波特率檢測程序中,先等待串行通訊輸入管腳的起始信號(下降沿),然后起動定時器T0。在其后的串行數據的每一個上升沿,將定時器T0 的數值捕獲并保存。當定時器T0溢出時,其最后一次捕獲的數值即為從串行數據起始位到最后一個上升沿(我們假設是停止位)過程所持續的時間。
上傳時間: 2014-08-22
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單片機溫度采集器與PC104分站的串行通信:用PC104 模塊組建的礦井變電所采集分站,具有強大的以太網和CAN 總線通信功能。在PC104模塊底板上,設計了一個基于89C2051 單片機的溫度采集器,用于采集溫度傳感器監測值并通過串口將該監測值傳送到PC104 分站。該設計簡化了變電所環境溫度監測的軟、硬件,并且編程簡單,充分利用了PC104 的空閑串口資源。關鍵詞:溫度采集器; 單片機; 串行通信; PC104
上傳時間: 2013-11-24
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帶I2C串行CMOS EEPROM、精密復位控制器和看門狗定時器的監控電路 特性 看門狗監控SDA信號 (CAT1161) 兼容400KHz 的I2C總線 操作電壓范圍為2.7V~6.0V 低功耗CMOS 技術 16 字節的頁寫緩沖區 內置誤寫保護電路-Vcc鎖定-寫保護管腳WP 復位高電平或低電平有效-精確的電源電壓監控-支持5V,3.3V 和3V 的系統-5個復位門檻電壓可供選擇 1,000,000個編程/擦除周期 手動復位 數據可保存100 年 8 腳DIP 封裝或8 腳SOIC 封裝 商業和工業級溫度范圍描述CAT1161/2 為基于微控器的系統提供了一個完整的存儲器和電源監控解決方案。它們利用低功耗CMOS技術將16k帶硬件存儲器寫保護功能的串行EEPROM 存儲器、用于掉電保護的電源監控電路和一個看門狗定時器集成到一塊芯片上。存儲器采用I2C 總線接口。當系統由于軟件或硬件干擾而被終止或“掛起”時,1.6 秒的看門狗電路將復位系統,使系統恢復正常。CAT1161的看門狗電路監控著SDA,這就可以省去額外的PC板跟蹤電路。低價位的CAT1162不含看門狗定時器。電源監控和復位電路可在系統上電/下電時保護存儲器和系統控制器,防止掉電條件的產生。CAT1161/2的5個門檻電壓可支持5V、3.3V和3V的系統。一旦電源電壓超出范圍,復位信號有效,禁止微控制器、ASIC或外圍器件繼續工作。復位信號在電源電壓超過復位門檻電壓后的200ms內仍保持有效。由于帶有高電平和低電平復位信號,因此CAT1161/2可以很方便地連接到微控制器和其它IC。另外,復位管腳還可用作手動按鍵復位的去抖輸入。 CAT1161/2 的存儲器構造成16字節的頁。除此之外,寫保護管腳WP和VCC 檢測電路提供的硬件數據保護功能可防止在Vcc降到低于復位門檻電壓或上電時Vcc上升到復位門檻電壓之前對存儲器的寫操作。器件包含8腳DIP和表貼8腳SOIC兩種封裝形式。
上傳時間: 2014-03-19
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自動檢測80C51 串行通訊中的波特率本文介紹一種在80C51 串行通訊應用中自動檢測波特率的方法。按照經驗,程序起動后所接收到的第1 個字符用于測量波特率。這種方法可以不用設定難于記憶的開關,還可以免去在有關應用中使用多種不同波特率的煩惱。人們可以設想:一種可靠地實現自動波特檢測的方法是可能的,它無須嚴格限制可被確認的字符。問題是:在各種的條件下,如何可以在大量允許出現的字符中找出波特率的定時間隔。顯然,最快捷的方法是檢測一個單獨位時間(single bit time),以確定接收波特率應該是多少??墒?,在RS-232 模式下,許多ASCII 字符并不能測量出一個單獨位時間。對于大多數字符來說,只要波特率存在合理波動(這里的波特率是指標準波特率),從起始位到最后一位“可見”位的數據傳輸周期就會在一定范圍內發生變化。此外,許多系統采用8 位數據、無奇偶校驗的格式傳輸ASCII 字符。在這種格式里,普通ASCII 字節不會有MSB 設定
上傳時間: 2013-10-15
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摘要: 串行傳輸技術具有更高的傳輸速率和更低的設計成本, 已成為業界首選, 被廣泛應用于高速通信領域。提出了一種新的高速串行傳輸接口的設計方案, 改進了Aurora 協議數據幀格式定義的弊端, 并采用高速串行收發器Rocket I/O, 實現數據率為2.5 Gbps的高速串行傳輸。關鍵詞: 高速串行傳輸; Rocket I/O; Aurora 協議 為促使FPGA 芯片與串行傳輸技術更好地結合以滿足市場需求, Xilinx 公司適時推出了內嵌高速串行收發器RocketI/O 的Virtex II Pro 系列FPGA 和可升級的小型鏈路層協議———Aurora 協議。Rocket I/O支持從622 Mbps 至3.125 Gbps的全雙工傳輸速率, 還具有8 B/10 B 編解碼、時鐘生成及恢復等功能, 可以理想地適用于芯片之間或背板的高速串行數據傳輸。Aurora 協議是為專有上層協議或行業標準的上層協議提供透明接口的第一款串行互連協議, 可用于高速線性通路之間的點到點串行數據傳輸, 同時其可擴展的帶寬, 為系統設計人員提供了所需要的靈活性[4]。但該協議幀格式的定義存在弊端,會導致系統資源的浪費。本文提出的設計方案可以改進Aurora 協議的固有缺陷,提高系統性能, 實現數據率為2.5 Gbps 的高速串行傳輸, 具有良好的可行性和廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-11-06
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