一种实用的VXI总线寄存器基接口电路的设计
上有效数据什么时候出现无关,所以单次读写操作的速度完全决定应答过程。为适应不同速度用户端口读写数据的可靠性,本文采用由用户端口数据准备好线(DATREADY*)去同步DTACK*答应速度的方法来保证数据传输的有效性。该方法的优点是电路简单、使用方便,缺点是占用DTB时间长,影响VXI系统性能,且最长延时时间不得超过20μs。通常情况下用户可通过数据暂存的方法实现数据可靠传输,并使用户端口数据准备好线(DATREADY*)接地。由于寄存器基器件在VXI系统中只能作为从模块使用,所以其总线请求只有该器件发生中断请求时才由中断管理模块提出。
2中断请求及仲裁电路
VXI系统设有七级中断,优先中断部迟疑不决包括:①中断请求线IRQ1*~IRQ7*;②中断应答线IACK*;③中断应答输入线IACKIN*;④中断应答输出线IACKOUT*。从系统的角度看,在VXI系统中有一个成菊花链的中断查询系统。当VXI系统中有中断请求时,中怕管理器使中断应答信号IACK*有效(置低),并送往菊花链驱动器,菊花链驱动器使输出IACKOUT*有效,送至相邻的下一个器件。如果相邻器件没有中断请求,则该器件的IACKOUT*输出仍为低,继续向下一个相邻器件传送;当此器件有中断请求时,所以其输出IACKOUT*为高,进入中断过程,并屏蔽后级器件的中断应答。
图2
为实现中断请求和中断仲裁,每个器件的中断仲裁电路应完成的功能为:①产生中断请求;②上传状态/识别码;③屏蔽后级中断应答。本文设计的中断仲裁电路如图3所示。其中TX1~TX3来自中断号选择跳线器,INNER-IRQ为器件内部用户电路中断请求信号,上升沿有效。中断请求过程分如下四步:(1)在系统复位或中断复位(来自控制寄存器)后,IRQOPEN*为“1”使比较电路输出“1”,使中断应答菊
花链畅通,且译码电路不工作。(2)当本器件内有中断请求时,使IRQOPEN*为“0”,则译码电路根据中断置位开关的设置输出相应中断请求信号IRQx*。当中断管理器接收中断请求信号后使IACK*有效,并送往中断菊花链驱动器使之输出IACKOUT*有效,同时中断管理器请求DTB总线使用权。(3)当中断管理器获得DTB使用权后,根据接收到的中断请求信号,在地址允许线AS+作用下在地址线上输出相应的A1~A3地址,使比较器输出“0”,从而使IACKOUT*变高,屏蔽后续中断,并清除本器件内部中断请求。(4)中断管理器使数据允许信号DS0*为低,读出器件状态/识别码,响应中断,同时在DS0*的上升沿清除中断请求(使IRQOPEN*为“1”),接通中断应答菊花链,进入中断过程。
3可编程器件实现和调试
为了克服用中小规模集成电路实现VXI接口电路存在的体积大、可靠性差和可调试性差等不足,可采用可编程器件实现接口电路。本文采用的器件是ALTERA公司的MAX系列,采用的器件可编程软件平台的MAX+plusII。MAX+plusII在编程上提供了多种电路描述形式,主要有图形描述、AHDL描述和VHDL描述等。本文采用图形描述和AHDL描述相结合的描述方法。接口电路的主框架结构和能够用标准元件表述的子模块电路用图形描述方法设计,部分功能子模块用AHDL语言描述。这种设计方式的电路原理结构直观、功能描述简洁。VXI接口电路硬件描述子程序模块由地址修改码器件寻址、端口地址译码、中断请求及 《一种实用的VXI总线寄存器基接口电路的设计(第2页)》
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2中断请求及仲裁电路
VXI系统设有七级中断,优先中断部迟疑不决包括:①中断请求线IRQ1*~IRQ7*;②中断应答线IACK*;③中断应答输入线IACKIN*;④中断应答输出线IACKOUT*。从系统的角度看,在VXI系统中有一个成菊花链的中断查询系统。当VXI系统中有中断请求时,中怕管理器使中断应答信号IACK*有效(置低),并送往菊花链驱动器,菊花链驱动器使输出IACKOUT*有效,送至相邻的下一个器件。如果相邻器件没有中断请求,则该器件的IACKOUT*输出仍为低,继续向下一个相邻器件传送;当此器件有中断请求时,所以其输出IACKOUT*为高,进入中断过程,并屏蔽后级器件的中断应答。
图2
为实现中断请求和中断仲裁,每个器件的中断仲裁电路应完成的功能为:①产生中断请求;②上传状态/识别码;③屏蔽后级中断应答。本文设计的中断仲裁电路如图3所示。其中TX1~TX3来自中断号选择跳线器,INNER-IRQ为器件内部用户电路中断请求信号,上升沿有效。中断请求过程分如下四步:(1)在系统复位或中断复位(来自控制寄存器)后,IRQOPEN*为“1”使比较电路输出“1”,使中断应答菊
花链畅通,且译码电路不工作。(2)当本器件内有中断请求时,使IRQOPEN*为“0”,则译码电路根据中断置位开关的设置输出相应中断请求信号IRQx*。当中断管理器接收中断请求信号后使IACK*有效,并送往中断菊花链驱动器使之输出IACKOUT*有效,同时中断管理器请求DTB总线使用权。(3)当中断管理器获得DTB使用权后,根据接收到的中断请求信号,在地址允许线AS+作用下在地址线上输出相应的A1~A3地址,使比较器输出“0”,从而使IACKOUT*变高,屏蔽后续中断,并清除本器件内部中断请求。(4)中断管理器使数据允许信号DS0*为低,读出器件状态/识别码,响应中断,同时在DS0*的上升沿清除中断请求(使IRQOPEN*为“1”),接通中断应答菊花链,进入中断过程。
3可编程器件实现和调试
为了克服用中小规模集成电路实现VXI接口电路存在的体积大、可靠性差和可调试性差等不足,可采用可编程器件实现接口电路。本文采用的器件是ALTERA公司的MAX系列,采用的器件可编程软件平台的MAX+plusII。MAX+plusII在编程上提供了多种电路描述形式,主要有图形描述、AHDL描述和VHDL描述等。本文采用图形描述和AHDL描述相结合的描述方法。接口电路的主框架结构和能够用标准元件表述的子模块电路用图形描述方法设计,部分功能子模块用AHDL语言描述。这种设计方式的电路原理结构直观、功能描述简洁。VXI接口电路硬件描述子程序模块由地址修改码器件寻址、端口地址译码、中断请求及 《一种实用的VXI总线寄存器基接口电路的设计(第2页)》