基于VHDL的I2C总线控制核设计
=100/[2×(1+4)]=10MHz
fi2c=10/[6×(1+16)]=0.098MHz=98kHz≤100kHz
可以看出，这样设备时钟尺度寄存器容易实现100MHz～100kHz的转变。
③需要设置与DSP的相互通信的机制。由于C6711的CPU运行速度为150MHz，而I2C的速度仅为100Kb/s，为了不影响DSP程序的高速运行，采用中断机制。当DSP发出读、写命令后，继续执行自己的程序，而由I2C控制核完成命令后，I2C_top模块负责向DSP发中断请示eint。DSP在中断服务程序中读取SR，从RXR中读数，并发出新命令到CR，发送新数据到TXR。
2状态机描述
设计的核心工作是对I2C总线命令及时序的状态划分。在控制核内共设置了两个状态机，分别称为命令状态机和时序状态机。其中，命令状态机用于管理I2C总线上的命令状态，如表1所列，并实现I2C总线具体的读、写操作的命令状态转移过程；时序状态机用于实现I2C总线上启动、停止、读、写、确认等命令的具体时序关系。这样就把控制核从逻辑上分为两个状态机，共同完成最终的总线命令与时序。
2.1命令状态机
命令状态机是I2C_cmd模块的核心部分。该模块的主要功能有两个：一是把I2C_top模块发送的start、write、read、stop四个命令信号转化命令码，发送I2C_core模块；二是实现DSP发出和从slave接收到数据的串并转换。
从I2C总线的通信协议中可以看出I2C总线上的信号可以分为空闲（IDLE）、启动（START）、读（READ）、写（WRITE）、确认（ACK）和停止（STOP）六种工作状态。在IDLE时，SCL和SDA都为高电平，从设备不断检测Start命令的出现。I2C控制核（即I2C总线的主设备）在接收到DSP发送来的Start命令后，主设备进入START状态，并根据Read和Write命令，可以进入READ或WRITE状态。由于主机的读、写操作都是以字节进行的，对应8个周期的I2C总线读/写操作，故设置一个8字拍的计数器，使得READ或WRITE状态能维持8个SCL周期。在完成字节读或写操作之后，都将进入ACK状态。进入ACK，标志一个DSP的读/写命令已经完成，因此发送中断申请给DSP。在中断服务程序中，DSP查询状态寄存器后，再发出下一个命令。这时I2C控制核，或者是转移到IDLE，或者是转移到STOP。命令状态转移关系如图2所示。
2.2时序状态机
I2C_core模块负责与视频编码器、解码器的I2C接口，最终实现I2C总线信号SCL和SDA的启动、停止、读、写、确认等具体操作的时序关系。其功能的实现主要由时序状态来完成。根据I2C总线通信协议中SCL和SDA之间的时序关系，总线上包含两种命令（Start/Restart,Stop）和两种操作（Write，Read），时序关系如图4所示。Start命令：在SCL为高电平时，SDA上出现一个下降沿。Stop命令：在SCL为高电平时，SDA上出现一个上升沿。Write操作：SDA只能在SCL为低电平时变化，在SCL为高电平时应保持不变。Read操作：只能在SCL为高电平时，对SDA进行采样。
图4
为了叙述上的方便，每个命令状态在时序上划分为5个 《基于VHDL的I2C总线控制核设计(第3页)》
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fi2c=10/[6×(1+16)]=0.098MHz=98kHz≤100kHz
可以看出，这样设备时钟尺度寄存器容易实现100MHz～100kHz的转变。
③需要设置与DSP的相互通信的机制。由于C6711的CPU运行速度为150MHz，而I2C的速度仅为100Kb/s，为了不影响DSP程序的高速运行，采用中断机制。当DSP发出读、写命令后，继续执行自己的程序，而由I2C控制核完成命令后，I2C_top模块负责向DSP发中断请示eint。DSP在中断服务程序中读取SR，从RXR中读数，并发出新命令到CR，发送新数据到TXR。
2状态机描述
设计的核心工作是对I2C总线命令及时序的状态划分。在控制核内共设置了两个状态机，分别称为命令状态机和时序状态机。其中，命令状态机用于管理I2C总线上的命令状态，如表1所列，并实现I2C总线具体的读、写操作的命令状态转移过程；时序状态机用于实现I2C总线上启动、停止、读、写、确认等命令的具体时序关系。这样就把控制核从逻辑上分为两个状态机，共同完成最终的总线命令与时序。
2.1命令状态机
命令状态机是I2C_cmd模块的核心部分。该模块的主要功能有两个：一是把I2C_top模块发送的start、write、read、stop四个命令信号转化命令码，发送I2C_core模块；二是实现DSP发出和从slave接收到数据的串并转换。
从I2C总线的通信协议中可以看出I2C总线上的信号可以分为空闲（IDLE）、启动（START）、读（READ）、写（WRITE）、确认（ACK）和停止（STOP）六种工作状态。在IDLE时，SCL和SDA都为高电平，从设备不断检测Start命令的出现。I2C控制核（即I2C总线的主设备）在接收到DSP发送来的Start命令后，主设备进入START状态，并根据Read和Write命令，可以进入READ或WRITE状态。由于主机的读、写操作都是以字节进行的，对应8个周期的I2C总线读/写操作，故设置一个8字拍的计数器，使得READ或WRITE状态能维持8个SCL周期。在完成字节读或写操作之后，都将进入ACK状态。进入ACK，标志一个DSP的读/写命令已经完成，因此发送中断申请给DSP。在中断服务程序中，DSP查询状态寄存器后，再发出下一个命令。这时I2C控制核，或者是转移到IDLE，或者是转移到STOP。命令状态转移关系如图2所示。
2.2时序状态机
I2C_core模块负责与视频编码器、解码器的I2C接口，最终实现I2C总线信号SCL和SDA的启动、停止、读、写、确认等具体操作的时序关系。其功能的实现主要由时序状态来完成。根据I2C总线通信协议中SCL和SDA之间的时序关系，总线上包含两种命令（Start/Restart,Stop）和两种操作（Write，Read），时序关系如图4所示。Start命令：在SCL为高电平时，SDA上出现一个下降沿。Stop命令：在SCL为高电平时，SDA上出现一个上升沿。Write操作：SDA只能在SCL为低电平时变化，在SCL为高电平时应保持不变。Read操作：只能在SCL为高电平时，对SDA进行采样。
图4
为了叙述上的方便，每个命令状态在时序上划分为5个 《基于VHDL的I2C总线控制核设计(第3页)》
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