一种实用的VXI总线寄存器基接口电路的设计.pdf

一种实用的VXI总线寄存器基接口电路的设计关键词：寄存器接口电路VXI总线可编程器件VXI（VMEbuseXtentionforInstrumentation）总线是一种完全开放的、适用于各仪器生产厂家的模块化仪器背板总线规范。它具有高速数据传输、结构紧凑、配置灵活、电磁兼容性好等优点已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