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基于FPGA的I2C总线的设计与实现(最终版) 基于FPGA的I2C总线的设计与实现(最终版)

格式:word 上传:2022-06-25 14:56:22

《基于FPGA的I2C总线的设计与实现(最终版)》修改意见稿

1、“.....可以使用时序分析生成的信息来分析调试和验证设计的时序性能。仿真分为功能仿真和时序仿真。功能仿真主要是验证电路功能是否符合设计要求,它可以在不同的层次进行,它可以对基本单元仿真也可以对几个基本单元构成的单元进行仿真,直至系统级的仿真时序仿真包含了延时信息,它能较好的反映芯片的设计工作情况。可以使用集成的仿真工具仿真,也可以使用第三方工具对设计进行仿真,如。编程和配置是在全编译成功后,对器件进行编程或配置,它包括生成编程文件建立包含设计所用器件名称和选项的链式文件转换编程文件等。界面中的是生成时序仿真所需要的包含延迟信息的文件。除了上述工具外,软件还提供第三方工具的连接。如综合工具,仿真工具等这些业内公认的专业综合仿真工具。基于的数字电路的设计流程随着容量,功能及其可靠性的提高,在现代数字通信系统的中使用率越来越高......”

2、“.....在信号的处理以及整个系统的控制中,不但能大大缩减电路的体积,提高电路的稳定性,而且其先进的开发工具使整个系统的设计周期大大缩短。主要的设计流程图如下设计准备在进行设计之前,必须了解项目设计的需求,首先要根据任务书要确定方案,选择使用说明设备等准备工作。设计输入将设计的系统或电路以种形式表现出来,输入到计算机上,包括状态图输入图形输入和语言输入,常用的是后两种。语言在描述状态机,控制逻辑,总线功能方面比较强原理图输入比较适合顶层设计数据通路逻辑在本文的设计中,使用的语言输入。功能仿真功能仿真也称前仿真或行为仿真。它是在没有考虑器件延时和布线延时的理想情况下,对源代码进行逻辑上的功能验证,以便及时地进行修改。设计处理包括了逻辑分析综合和优化三个步骤。逻辑分析是对源文件进行分析并纠正语法。综合就是给定的电路实现功能和实现此电路的约束条件......”

3、“.....通过计算机进行优化处理,获得个能满足上述要求的电路设计方案,该方案必须同时满足预期的功能和约束条件优化则是根据用户的设计约束,对速度和面积进行逻辑优化。设计实现利用实现工具把逻辑映射到目标器件结构的资源中,决定逻辑的最佳布局,选择逻辑与输入输出功能连接的布线通道进行连线,并产生相应的文件,供后续的时序仿真和下载。时序仿真时序仿真是设计的重要步骤之,又称后仿真,在做完布局布线后进行,仿真中包含布局布线产生的器件延时,连线延时信息。它与特定的器件有关,主要验证程序在目标器件上的时序关系,是接近器件真实工作情况的仿真,仿真精度比较高。下载验证下载又称配置,是在功能仿真和时序仿真正确的前提下,将综合后形成的文件下载到具体的芯片中。然后再进行实际器件的物理测试即为电路验证。这是最终验证设计项目在目标系统上的实际工作情况,以排除,改正设计......”

4、“.....然后介绍了居于的数字电路的设计流程,从开始的准备到数据的输入与功能运行,然后到中间的调试再进行功能运行,最后确认无误了带入时序信号然后进行时序仿真,最后下载具体的芯片中进行电路验证,调试程序,最后得到正确结果。第章总线的功能设计总线完成的功能总线中,数据信号的传输是由串行数据线和串行时钟线完成的,可发送和接收数据。总线是为了实现主机和从机之间的数据传输,当从主机向从机发送数据时,实现的是总线的写操作功能,主机先发送个开始条件,之后主机先向线发送从机的位地址数据以及第位写位,数据经过线时,开始在与线连接的器件中搜索对应的地址,找到后,从机反馈个应答信号,这个时候主机开始通过线向从机发送数据,每个字节位数据传输结束,从机都要反馈个应答信号。得到从机的最后个应答信号后,主机发送个停止信号。当主机接收从机发送的数据时,实现的是总线的读操作功能......”

5、“.....数据经过线时,开始在与线连接的期间中搜索对应的地址,找到后从机反馈个应答信号,这个时候从机开始通过线向主机发送数据,每个字节位数据传输结束,主机要向从机反馈个应答信号如果从机发送完最后个字节的时候,主机不用发送应答信号,而发送个停止信号。如果主机有选择的接收从机发送的数据,实现的是总线的选择性读操作功能,这个时候主机先向线发送从机的位地址数据以及第位写位,数据经过线时,开始在与线连接的器件中搜索对应的地址,找到后,从机反馈个应答信号,这个时候主机通过线向从机发送字节位的地址位,从机收到后反馈个应答信号。之前完成了次伪写操作。这个时候主机发送个重新开始信号,重新向发送从机的位地址数据以及第位读位,找到相应的从机后,从机反馈个应答信号,然后从机将该字节位开始的数据通过线向主机发送,每个字节位数据传输结束,主机要向从机反馈个应答信号如果从机发送完最后个字节的时候......”

6、“.....而发送个停止信号。这两线都是由引出,其它受控电路均挂接和线上,只有具有控制权,在其控制下,即可以向数据总线发送信息,又能读取被控器件反馈的响应信息。总线上的受控电路和模块都有唯的地址,按类型对他们进行分配。这样,各控制电路虽然挂在同条总线上,却彼此独立,互不相关。总线控制器是微处理器与器件之间的接口,它可以使性能各异速度不同,功能不的外设与微处理器之间方便快捷地进行通信。即要接收处理器的控制信号,命令与数据还要发送器件的数据和状态响应到处理器实现处理器与器件之间的通信机制。鉴于总线的规范,其接口主要完成的功能如下写操作串行转并行顺序读操作并行转串行开始停止重启响应各种触发状态读写控制位和启动位随机读取总线数据和状态用语言实现写操作时的串行转并行写操作时,输入上的串行数据,输出从机上的并行数据,用语言实现如图和图统接到启动信号后,所有的器件开始工作。顺序读字节操作中......”

7、“.....之后发送个位的从机地址以及第位读位,为寻找此次操作的目标器件,因为所有的从机都已经于线相连,然后开始根据这个地址搜索所寻找的从机,这个过程总线将自行完成,找到后,从机会发送个应答信号,本次操作要求是接收从机的数据,并没有选择接受哪个子地址的字节的信号,所以,按照顺序操作下面就可以从从器件接收数据了,发送了应答信号后的个周期,从机开始向线发送数据,因为为串行线,而从机位并行,这个时候完成的工作就是上章的做的读操作的时候的串行转并行,每传输完毕个字节位主机就会发送个应答信号此次操作反应在线上,最后个字节除外,当最后个字节发送完毕后,主机将发送不应答信号而直接发送个停止信号,标志这次顺序读操作的结束。图顺序读操作仿真图用语言实现选择性读字节周期首先控制端口先发送个启动信号,系统接到启动信号后,所有的器件开始工作。顺序读操作首先要进行次伪写操作......”

8、“.....包括第位的读写位也输入的是写位,由主机先向串行数据线发送个开始信号,之后发送个位的从机地址以及第位的写位,为寻找此次操作的目标器件,因为所有的从机都已经于线相连,然后开始根据这个地址搜索所寻找的从机,这个过程总线将自行完成,找到后,从机会发送个应答信号,接到应答信号后主机开始向从机发送所选择的那个位的字节地址,当从机收到这位字节地址后发送个应答信号,主机收到这个应答信号后发送个重复因开始条件,之后主机再次向从机发送位从机地址和第位的读位,从机收到后发送个应答信号,主机收到应答信号后开始向从机发送数据,每传输完毕个字节位主机就会发送个应答信号此次操作反应在线上,最后个字节除外,当最后个字节发送完毕后,主机将发送不应答信号而直接发送个停止信号,标志这次选择性读操作的结束。图选择性读操作仿真图本章小结本章先介绍了如何选择等器件,以及如何连接总线器件和主从器件,这个多数是参考了资料......”

9、“.....在本章介绍了对的种操作进行了时序仿真,检验了上章最后做的顶层设计。结论本次设计的题目是基于的总线的设计与实现,设计中涉及到了的有关知识,语言的编写,软件的使用方法,以及的有关知识。其中主要任务就是运用语言编写总线的功能和时序功能。论文中将几个比较重要的模块进行了功能仿真,并且对顶层设计也进行了详细的功能仿真和时序仿真,仿真结果表明,各个模块均基本完成了相应的逻辑功能。本次设计的总线控制器非常适合于内含的系统中,因为总线需要控制器,使用独立的控制器占用了多余的空间,用实现对总线器件的控制成为最理想的选择,本设计能够实现模拟总线来控制其读写操作,由于的快速发展,其容量可以将各种外围器件的接口集成到内部,这样可以实现设计的小型化,低功耗,并且降低了设计的复杂度,而且利用了在线可编程特点,可以增加系统设计的灵活度,提高了设计效率......”

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