CPLD实现GPIB控制器的设计

采用低成本的 CPLD器件替代了价格昂贵，且难以购买的 GPIB控制芯片，成功的实现了具有自主知识产权的 IP CORE，并且所有核心模块完全采用 VHDL语言实现，能够在不同的开发环境上移植，可以根据不同的应用环境，对其进行进行剪裁和优化，不仅大大节省了成本，而且具有很大的灵活性。 标题中的"CPLD实现GPIB控制器的设计"指的是使用复杂可编程逻辑器件（CPLD）来构建一种通用接口总线（GPIB）控制器，替代传统的、价格高昂且难以获取的GPIB控制芯片。这种方法的优势在于可以降低成本，同时由于核心模块完全使用VHDL语言实现，因此具有高度的可移植性和可定制性，能够适应不同应用场景的需求。 GPIB（通用接口总线），又称HPIB，是一种广泛应用于测试和测量设备的并行接口标准。它由24根信号线和8根地线组成，其中16条信号线用于数据传输、控制和握手协议。GPIB接口功能包括听、讲、串查、控、并查等，但一般的测试设备只需听、讲、串查功能，所以使用CPLD实现这些基本功能可以避免不必要的资源浪费。 在设计过程中，开发工具选择了ALTERA公司的MAXplusⅡ10.0，这是一款集成开发环境，支持原理图输入和VHDL文本输入，具备多种功能，包括编译、仿真、综合和编程。选择的CPLD芯片是EPM3256ATC144-10，它拥有较高的性能和性价比，满足设计需求。 GPIB控制器的设计分为多个子系统，包括微处理器接口、GPIB总线通信接口和内部寄存器。微处理器接口电路通过译码电路和读写电路与MCU交互，读写信号通过DBIN和WE信号完成，地址译码则使用RS[0:2]与DBIN配合完成。内部寄存器有13个，包括7个可写和6个只读寄存器，用于存储和控制GPIB通信状态。 GPIB标准接口定义了10种接口功能，每个功能由特定的状态组合定义，这些状态在任何时候只能有一个处于激活状态。实现这些接口功能是设计的核心挑战，需要深入理解IEEE488协议，并根据应用需求选择合适的功能子集。 通过CPLD实现GPIB控制器，不仅可以降低硬件成本，还能够提高设计的灵活性和适应性，这对于测试和测量设备的开发具有重要意义。此外，使用VHDL进行设计还能促进代码复用，简化维护和升级过程。这是一种高效且经济的实现GPIB控制的方法，特别适用于那些预算有限但对接口功能有特定需求的项目。