一種實用的VXI總線寄存器基接口電路的設計

摘要：在介紹VXI總線協議的基礎上，通過對器件尋址、端口地址譯碼、DTB總線仲裁和中斷仲裁等幾部分工作原理的分析，提出了一種VXI寄存器基接口電路的實現方法，并給出了用可編程邏輯器件實現的過程。該接口電路已在多種VXI寄存器基器件中得到應用。

    關鍵詞：VXI總線 寄存器基 地址修改碼

VXI（VMEbus eXtention for Instrumentation）總線是一種完全開放的、適用于各儀器生產廠家成為高性能測試系統集成的首選總線。VXI總線器件主要分為：寄存器基器件、消息基器件和存儲器基器件。目前寄存器基器件在應用中所占比例最大（約70%），其實現方法在遵守VME協議的前提下，根據實際需要各有不同。VXI接口電路用于實現器件的地址尋址、總線仲裁、中斷仲裁和數據交換等。設計VXI接口首先需明確尋址空間和數據線寬度，VXI器件尋址有A16/A24、A16/A32和A16三種。A16/A24尋址支持16M字節空間，A16/A32尋址支持4G字節空間，A16尋址支持64字節地址空間，但不論哪種尋址方式，A16尋址能力是不可缺的。本文設計的VXI寄存器基接口電路是A16尋址的，支持D8和D16數據線傳輸，有較寬的使用范圍。其接口電路原理框圖如圖1所示。

1 DTB及DTB仲裁

DTB（數據傳輸總線）及DTB仲裁是VXI接口的核心，DTB主要包括：尋址總線、數據總線和控制總線。其主要任務是：①通過地址修改碼（AM）決定尋址空間和數據傳輸方式。②通過DS0*、DS1*、LWORD*、A1控制數據總線的寬度。③通過總線仲裁決定總線優先使用權。

VXI總線器件在A16（16位地址）尋址時，有64字節的地址空間，其呈部分作為器件配置寄存器地址（已具體指定），其余可用作用戶電路端口地址。每個器件的寄存器基地址由器件本身唯一的邏輯地址來確定。地址修改線在DTB周期中允許主模塊將附加的器件工作模式信息傳遞給從模塊。地址修改碼（AM）共有64種，可分為三類：已定義修改碼、保留修改碼和用戶自定義碼。在已定義的地址修改碼中又分為三種：①短地址AM碼，使用A02～A15地址線；②標準地址AM碼，使用A02～A23地址線；③擴展地址AM碼，使用A02～A31地址線。A16短地址尋址主要是用來尋址器件I/O端口，其地址修改碼為：29H、2DH。

圖2為VXI器件尋址電路圖，其中U1為可編程邏輯器件，其表達式為：VXIENA*=AS*+！IACK*A14+！A15+！AM5+AM4+！AM3+AM1+！AM0；（！IACK*表示系統無中斷請求）。尋址過程為：當VXI主模塊發出的地址修改碼對應為29或2D、總線上地址A6～A13和邏輯地址設置開關K1的設置相同并且地址允許線AS有效時，圖2中的MYVXIENA*有效（為低），表示本器件允許被VXI系統尋址。在允許本器件尋址的基礎上（即MYVXIENA*有效），再通過MYVXIENA*、A1～A5、LWORD*、DS0*、DS1*譯碼生成64字節地址，根據VME總線協議可譯出單字節地址和雙字節地址。協議協定：當單字節讀寫時，奇地址DS0*為低、DS1*為高，偶地址DS1*為低、DS0*為高，LWORD*為高；雙字節讀寫時，DS0*和DS1*為低、LWODR*為高；四字節讀寫時，DS0*、DS1*和LWORD*都為低。

DTB數據傳輸應答主要依賴DTACK*和DS0*之間的互鎖性握手關系，而與數據線上有效數據什么時候出現無關，所以單次讀寫操作的速度完全決定應答過程。為適應不同速度用戶端口讀寫數據的可靠性，本文采用由用戶端口數據準備好線（DATREADY*）

[1] [2] [3] [4] 

【一種VXI總線寄存器基接口電路的設計】相關文章：

基于PCI總線的多路數據總線接口設計與實現04-28

顯卡·什么是總線接口類型04-26

基于VXI總線的旋翼試驗等角度數據采集系統設計05-02

多串口卡·什么是總線接口04-26

基于VXI總線的高速風洞脈動壓力測試與分析系統04-27

基于DSP和FPGA的ARINC429機載總線接口板的硬件設計04-26

VXI總線系統及在固體發動機地面試驗中的應用04-28

一種基于CAN總線的溫度控制系統設計論文04-29

高性能微機械陀螺接口電路研究05-01

中斷寄存器05-01