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一种实用的VXI总线寄存器基接口电路的设计

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  摘要:在介绍VXI总线协议的基础上,通过对器件寻址、端口地址译码、DTB总线仲裁和中断仲裁等几部分工作原理的分析,提出了一种VXI寄存器基接口电路的实现方法,并给出了用可编程逻辑器件实现的过程。该接口电路已在多种VXI寄存器基器件中得到应用。
  关键词:VXI总线寄存器基地址修改码
  
  VXI(VMEbuseXtentionforInstrumentation)总线是一种完全开放的、适用于各仪器生产厂家成为高性能测试系统集成的首选总线。VXI总线器件主要分为:寄存器基器件、消息基器件和存储器基器件。目前寄存器基器件在应用中所占比例最大(约70%),其实现方法在遵守VME协议的前提下,根据实际需要各有不同。VXI接口电路用于实现器件的地址寻址、总线仲裁、中断仲裁和数据交换等。设计VXI接口首先需明确寻址空间和数据线宽度,VXI器件寻址有A16/A24、A16/A32和A16三种。A16/A24寻址支持16M字节空间,A16/A32寻址支持4G字节空间,A16寻址支持64字节地址空间,但不论哪种寻址方式,A16寻址能力是不可缺的。本文设计的VXI寄存器基接口电路是A16寻址的,支持D8和D16数据线传输,有较宽的使用范围。其接口电路原理框图如图1所示。
  
  1DTB及DTB仲裁
  
  DTB(数据传输总线)及DTB仲裁是VXI接口的核心,DTB主要包括:寻址总线、数据总线和控制总线。其主要任务是:①通过地址修改码(AM)决定寻址空间和数据传输方式。②通过DS0*、DS1*、LWORD*、A1控制数据总线的宽度。③通过总线仲裁决定总线优先使用权。
  
  VXI总线器件在A16(16位地址)寻址时,有64字节的地址空间,其呈部分作为器件配置寄存器地址(已具体指定),其余可用作用户电路端口地址。每个器件的寄存器基地址由器件本身唯一的逻辑地址来确定。地址修改线在DTB周期中允许主模块将附加的器件工作模式信息传递给从模块。地址修改码(AM)共有64种,可分为三类:已定义修改码、保留修改码和用户自定义码。在已定义的地址修改码中又分为三种:①短地址AM码,使用A02~A15地址线;②标准地址AM码,使用A02~A23地址线;③扩展地址AM码,使用A02~A31地址线。A16短地址寻址主要是用来寻址器件I/O端口,其地址修改码为:29H、2DH。
  
  图2为VXI器件寻址电路图,其中U1为可编程逻辑器件,其表达式为:VXIENA*=AS*+!IACK*A14+!A15+!AM5+AM4+!AM3+AM1+!AM0;(!IACK*表示系统无中断请求)。寻址过程为:当VXI主模块发出的地址修改码对应为29或2D、总线上地址A6~A13和逻辑地址设置开关K1的设置相同并且地址允许线AS有效时,图2中的MYVXIENA*有效(为低),表示本器件允许被VXI系统寻址。在允许本器件寻址的基础上(即MYVXIENA*有效),再通过MYVXIENA*、A1~A5、LWORD*、DS0*、DS1*译码生成64字节地址,根据VME总线协议可译出单字节地址和双字节地址。协议协定:当单字节读写时,奇地址DS0*为低、DS1*为高,偶地址DS1*为低、DS0*为高,LWORD*为高;双字节读写时,DS0*和DS1*为低、LWODR*为高;四字节读写时,DS0*、DS1*和LWORD*都为低。
  
  DTB数据传输应答主要依赖D

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