1、I2C器件接口 IP核的CPLD設計摘要根據單片機2串行擴展的特點，在軟件的環境下，利用語言，建 立核。此設計利用狀態機實現，在給出設計的同時詳細說明核的建立過程， 并下載到芯片通過硬件試驗驗證。關鍵詞可編程邏輯器件 2串行擴展核由于數字設計結構化的趨勢，將 出現針對不同層次的核。各個核可重復利用，可大大提高設計能力和效率。國外各大公司都推出了專門的核，我國也迫切需要發展自己的核。本文針對2的主方式串行擴展通信的特點，詳細給出設計過程和結果1核簡介核是指將一些在數字電路中常用但比較復雜的功能塊，如濾波器、控 制器、接口等等設計成可修改參數的模塊，讓其它用戶可以直接調用這些 模塊，以避免重復勞動

2、。隨著的規模越來越大，設計越來越復雜，使用核是一個發展趨勢。許多公司推薦使用現成的或經過測試的宏功能模塊、核，用來增強已 有的的設計方法。當在進行復雜系統設計的時侯，這些宏功能模塊、核無疑將大大地減 少設計風險及縮短開發周期使用這些宏功能模塊、核，就會將更多的時間和精力放在改善及提高 系統級的產品方面，而不需要重新開發現成的宏功能模塊、核。我國核庫的建設已相當迫切，它是集成電路產業發展的一個重要目標。圖 12 傳輸原理圖 22 串行通信特點簡介公司推出的 2 軟、硬件協議十分巧妙，在單主方式的 2 總線系統中，總線上只有一個單片機，其余都是帶 2 總線的外圍器件。由于總線上只有一個單片機成為主

3、節點，單片系統永遠占據了總線，不會出現競爭，主節點不必有自己的節點地址。只要每個外圍器件有自己的器件地址，兩根口線時鐘線和數據線就可以虛擬 2 總線接口。2 總線上的數據傳送如圖 1 所示。總線上傳送的每一幀數據均為 1 個字節。啟動總線后，要求每傳送1 個字節后，對方回應一個應答位。在發送時，首先發送最高位。每次傳送開始有起始信號，結束時有停止信號。在總線傳送完 1 個字節后，可以通過對時鐘線的控制，使傳送暫停，這時可在應答信號后使變低電平，控制總線暫停。當主節點要求總線暫停時亦可采用同樣的方法。圖 1 是向外圍 2 器件發送 01010011 和 01001001 這兩個數據的情況。3 在

4、環境下 2 串行擴展核的建立是美國公司用于的軟件，范文先生網收集整理內部有許多常用的宏單元，如計數器、四則運算、各類邏輯門乃至、等。這些宏單元內具體的參數都可以由用戶來自行設定，這就是上面提到的核形式。它避免了重復勞動，提高了效率。以下將要設計的是下位機的核。的是公司開發的完全集成于中的一種模塊化高級語言，特別適合于描述復雜的組合邏輯、組運算、狀態機和真值表。本文利用，直接生成核。設計的最終目標是生成如圖 2 所示的。通過輸入數據來達到控制和的目的，將信號按要求的時序傳送給2 器件。設計思路是利用狀態機實現時序。主要包括輸入數據鎖存、起始、數據傳輸、停止等狀態機。通過狀態機，在每一狀態下確定下

5、一狀態和是高電平或者低電平，通過這種方式實現了 2 所需要的每一種時序。由于使用的是，這種狀態機實現起來非常方便，程序簡潔明了。由于篇幅限制，僅介紹數據傳輸的狀態機。狀態圖如圖 3 所示。以下程序中， _2 為發送允許暫存位； _ 為數據鎖存， 通過左移，最高位數據 _7 為當前將發送數據，存入 _ 。通過圖 3 對照程序， 可以看到發送一個利用狀態機數據位的詳細過程。程序清單如下_2-若"發送允許"，則將_7 作為當前發送位_=_7;_=;=;=;-控 制 傳 輸 8 位 數 據 的 狀 態 機 0=>_2_3=_;-開 始 傳 送 數 據=;=1;=0;1=>

6、;=;=_;=1;1=>=;=_;=2;2=>_71=_60;- 數 據 左 移 ， 取 高 位_0=;_=;=;=_;=7-若 8 位傳完，則發應答位；否則繼續=3;=0;3=>-發應答位 =;=4;4=>=;=;=4;4=>=;=;=5;5=>=;=6;6=>=;=;=0;=+1;-傳輸完一位，已傳輸位數加一圖 4 為仿真結果。起始信號給出以后，傳輸2 個 8 位數據每個數據后跟一個應答位，在輸送完第一個數據要求的情況下，暫停一段時間，再輸送第二個數據； 2個數據輸完以后，主機發出停止輸送要求，即給出停止信號。這些信號，在和上完全符合2 的時序要求。要使總線傳輸速率達到改進后的規范，即400，因為根據以上敘述，每發送 1 位數據需要4 個時鐘周期，所以所給的時鐘為 1600。圖 4 中為執行信號，即它為高電平時，輸入數據70 有效；為發送使能信號，只有當它為高電平時，方可輸送串行數據到外圍器件；為開始控制信號， 用于發生起始信號； 用于告知總線數據傳輸結束， 發生停止信號。圖 4 仿真結果