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1、第9章 数字接口实例及分析,EDA技术与VHDL设计,数字接口实例1STBUS总线,ST-BUS总线是一种时分复用总线，它用严格的时钟关系进行帧的定位（同步）和比特的定位（同步），这种总线在数字电路交换系统中得到了广泛的应用。各种语音、数据信息按照时分复用的方式在总线中传输、交换。,数字接口实例1STBUS总线,帧时钟信号、比特时钟和数据时序关系,时隙交换实现框图,TP3067时序图,数字接口实例2复接分接接口设计,数字复接的定义为将两个或多个低速数字流合并成一个高速数据流的过程、方法。它是提高线路利用率的一种有效方法。例如，我们把4路2Mbps的数据流合并成一条8Mbps的高速数据流，就是数
2、字复接。而把高速数据流分解为多路低速数据流，就是数字分接。,复帧结构,RAM2_B,RAM1_B,2M/4M变换数字复接,RAM2_B,RAM1_B,4M/2M变换数字分接,数字复接状态,数字分接状态,数字接口实例3I2C接口设计,I2C(InterIntegrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。I2C总线产生于在80年代，最初为音频和视频设备开发，如今主要在服务器管理中使用。,起始和结束条件,I2C总线传输及响应,X9241操作时序,X9241操作指令,数字接口实例4UART接口设计,通用异步收发器 UART：（Univ
3、ersal Asynchronous Receiver and Transmitter） 典型的芯片有：Intel 8250/8251,16550,“串行通信”是指外设和计算机间使用一根 数据信号线(另外需要地线),数据在一根数据信 号线上一位一位地进行传输，每一位数据都占 据一个固定的时间长度,串行通信,物理的传输,比特同步（接收方能正确接收比特）,和处理器如何沟通（速率匹配、总线转换）,帧同步（接收方能正确接收帧、报文）,需要思考的问题,发送、接收时钟可以有一定误差，为什么？,帧同步和比特同步,Idel ： 空闲状态 Start_rx： 搜索到开始位状态 Edge_rx： 采样边沿状态 S
4、hift_rx： 移位状态 Stop_rx： 等待停止位状态 Rxovf： 错误状态,接收机状态设计,处理器接口设计（读操作）,处理器接口设计（写操作）,地址译码vhdl关键代码,FPGA_Cs = Cpu_Mtrobe or Address_High(21) or Address_High(20) or Address_High(19) or (not Address_High(18);,process(FPGA_Cs,Cpu_RW) begin if(FPGA_Csevent and FPGA_Cs=1) then if(Cpu_RW = 0) then case Address_Low(
5、3 downto 0) is when “0000“ = if(Data_Cpu = “10100101“) then Channel_ControlOne ,。 when others = end case; end if; end if; end process;,写操作关键代码,process(CS_FPGA,RW_mpu,Data_Cpu,EData) begin if(CS_FPGA = 0) then if(RW_mpu = 1) then case Address_Low(3 downto 0) is when “0000“ = Data_Cpu Data_Cpu Data_Cpu = “ZZZZZZZZ“; end case;,else Data_Cpu = “ZZZZZZZZ“; end if; end if; end process;,读操作关键代码,0：Register1：TData 发送数据寄存器 1：Register2： Rdata 接收数据寄存器 2：Register3： Configure1 控制寄存器1 3：Register4：Configure2 控制寄存器2 4：Register5：InterFlag 状态寄存器,寄存器定义,控制寄存器1,0： 1位停止位 1： 2位停止位,控制寄存器2,状态寄存器,实现框图,