2022年单片机与FPGACPLD总线接口逻辑设计 .pdf

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2、共 5 页 - - - - - - - - - 单片机与FPGA/CPLD总线接口逻辑设计作者：游志宇， 董秀成， 杜杨， 张洪， YOU Zhi-yu， DONG Xiu-cheng ， DU Yang ， ZHANGHong作者单位：游志宇,董秀成,张洪,YOU Zhi-yu,DONG Xiu-cheng,ZHANG Hong(成都,西华大学,电气信息学院,四川,610039)， 杜杨,DU Yang( 成都,中国科学院光电技术研究所 ,四川,610209)刊名：微计算机信息英文刊名：MICROCOMPUTER INFORMATION年，卷(期)：2008 ，24(29)被引用次数：0次参

3、考文献(5条)1. 张毅刚. 彭喜元 . 董继成 单片机原理及应用 20032. 付家才. 杨庆江 . 赵金宪 单片机控制工程实践技术 20043. 徐志军. 徐光辉 CPLD/FPGA的开发与应用 20024. 赵俊超 集成电路设计VHDL 教程 20025. 程耕国. 刘涛 CPLD 扩展51单片机寻址范围期刊论文-微计算机信息 2006相似文献(10条)1.期刊论文刘永刚. 王瑞涛. LIU Yong-gang. WANG Rui-tao 单片机和可编程逻辑器件通用接口设计及应用- 计测技术2005,25(3) 在研制基于单片机的智能仪器 导爆索、雷管爆速校准仪 的过程中 ,引入可编程逻

4、辑器件来处理超过单片机处理能力范围的高速信号,并开发了一套有效结合单片机和可编程逻辑器件的方法.2.学位论文黄克初 基于高密度可编程逻辑器件的智能泵冲泥浆测量仪的研制2001 该文根据泵冲泥浆测量仪工作环境的特殊性和高密度可编程逻辑器件与单片机的特性,提出了高密度可编程逻辑器件与单片机相结合的设计方案.该文分析了方案的彻底性和进行了方案优化处理;分别论述了系统的硬件、软件及系统的抗干扰问题;通过MAX+PLUSII开发软件进行了文本编辑 ,图形编辑,时序仿真等设计工作 ,把高密度可编程逻辑器件应用到本系统中来;采取键盘和红外遥控器相线合的控制操作方式,并且利用了单征机进行遥控器软件解码等工作

5、.该系统的工作环境相当恶劣 ,不可避免有的干扰串入到信号中来 .该文分析了信号的特征 ,寻找出了一个简单而实用的数字滤波方式,并且通过高密度可编程逻辑器件来实现 .该系统采取硬件和软件相结合的抗干扰措施来抑制干扰.该仪器通过了现场运行测试和技术鉴定.该仪器具有操作简单 ,界面友好,管理灵活 ,可靠性高 ,精度高 ,扩展方便的优点 ,它将被推荐在相关部门中使用.3.期刊论文赵中华. 洪莉 基于单片机的FPGA可编程逻辑器件快速配置实现-科技信息（科技教育版）2006,(9) 介绍基于单片机的 FPGA配置原理 ,着重介绍采用 89C2051 单片机和串行 FLASH存储器 24C515 组成的

6、PS 被动式配置板实现对 FLEX10K10配置.4.学位论文翟呈祥 基于FPGA的8051 单片机IP核设计及应用2007 单片微型计算机 (单片机 )是将微处理器 CPU 、程序存储器、数据存储器、定时 /计数器、输入 /输出并行接口等集成在一起。由于单片机具有专门为嵌入式系统设计的体系结构与指令系统，所以它最能满足嵌入式系统的应用要求。Intel 公司生产的 MCS-51系列单片机是我国目前应用最广的单片机之一。 随着可编程逻辑器件设计技术的发展，每个逻辑器件中门电路的数量越来越多，一个逻辑器件就可以完成本来要由很多分立逻辑器件和存储芯片完成的功能。这样做减少了系统的功耗和成本，提高了性

7、能和可靠性。FPGA就是目前最受欢迎的可编程逻辑器件之一。IP核是将一些在数字电路中常用但比较复杂的功能块，设计成可修改参数的模块，让其他用户可以直接调用这些模块，这样就大大减轻了工程师的负担，避免重复劳动。随着FPGA的规模越来越大，设计越来越复杂，使用 IP核是一个发展趋势。 本课题结合 FPGA与8051 单片机的优点，主要针对以下三个方面研究： (1)FPGA开发平台的硬件实现选用 Xilinx 公司的 XC3S500E-PQ208-4-C作为核心器件，采用 Intel 公司的 EEPROM芯片2816A 和SRAM芯片6116 作为片内程序存储器，搭建 FPGA的硬件开发平台。 (2

8、)用VHDL 语言实现 8051IP 核分析研究 8051 系列单片机内部各模块结构以及各部分的连接关系，实现了基于FPGA的8051IP 核。主要包括如下几个模块：CPU 模块、片内数据存储器模块、定时 /计数器模块、并行端口模块、串行端口模块、中断处理模块、同步复位模块等。 (3)基于FPGA的8051IP 核应用用所设计的 8051IP 核，实现了对一个 44键盘的监测扫描、键盘确认、按键识别等应用。5.会议论文乔建华. 毕友明. 张井岗 可编程逻辑器件(PLD)在钢板检测控制系统中的应用2000 该文介绍了可编程逻辑器件 (PLD) 在实际中应用最广的两类器件，重点说明了在作者开发的单

9、片机应用系统钢板在线检测和显示系统中，有关PLD 的硬件设计和软件设计。6.学位论文孙鹏 兼容8051 单片机IP核设计2007 单片微型计算机 (单片机 )自问世以来，因其小巧灵活、成本低、控制能力强、易于产品化等优势，在社会各领域中得到广泛的应用。然而，随着信息时代的到来，传统单片机固有的结构缺陷，使其呈现出诸多弊端。其速度、规模、性能等指标越来越难以满足用户需求、因此单片机芯片的开发，升级面临着新的挑战。进入 20 世纪90 年代后，可编程逻辑集成电路技术进入飞速发展时期。器件的可编程门数超过了百万门，并出现了内嵌复杂功能模块的SoPC(System on a Programable C

10、hip)。这种大规模可编程逻辑芯片的出现为单片机芯片重构开辟了新的途径。本课题就是要以FPGA/CPLD(FieldProgrammable Gate Array/Complex Programmable Logic Device)器件作为载体，以现代 EDA(Electronic Design Automatic)技术为手段，以实现一个与MCS-51系列单片机指令兼容的微控制器芯片的IP(Intellectual Property)核。本文主要研究了应用 EDA 技术实现这一 IP核的方法。 本文采用自顶向下 (Top-down) 的设计方法，根据设计流程，首先将单片机划分成几个大的模块，再

11、向下划分成功能单一的模块。然后运用硬件描述语言VHDL(Very High Speed Integrated Circoit Hardware Description Language)对各个模块进行逻辑描述：同时应用 EDA 集成开发工具 MAX+plus提供的时序模拟器对各个模块 (包括各子模块和顶层模块 )的功能进行软件仿真。完成软件仿真后下载到FPGA/CPLD器件中进行硬件级的测试。课题采用Gw48-CK型EDA 实验箱对所设计的软核模块进行硬件级的测试。箱内的可编程逻辑器件是Altera公司的 FLEX 10K( 属于FPGA类型)系列器件中的EPF10K10LC84-4。由于 E

12、PF10K10LC84-4器件的逻辑门有限，本文单独完成了算术逻辑单元、定时器/计数器、串行口等模块的硬件级测试。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 本课题的研究表明，应用 EDA 技术实现单片机结构设计的方法是完全可行的。以FPGA/CPLD所构造的单片机符合单片机快速、高效、小型、外围电路内装化的发展趋势。7.会议论文吴强 单片机外围接口芯片的设计2002 利用可编程逻辑器件 ,根据单片机应用系统的实际要求 ,灵

13、活设计外围接口芯片 ,可以减少外围接口芯片使用数量 ,缩小PCB 面积;同时,可以利用可编程逻辑器件的可加密性 ,保护自己的设计.8.学位论文刘小俊 基于EDA 技术的兼容MCS51单片机IP核设计2005 本文采用自顶向下 (Top-down) 的设计方法 ,根据设计流程 ,首先将单片机划分成几个大的模块 ,再向下划分成功能单一的模块 .然后运用硬件描述语言VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)对各个模块进行逻辑描述 ;同时应用 EDA 集成开发工具 MAX+plus提供的时序模拟器对各个模

14、块 (包括各子模块和顶层模块 )的功能进行软件仿真 .完成软件仿真后下载到 FPGA/CPLD器件中进行硬件级的测试 .课题采用 SE-5M 型EDA 实验箱对所设计的软核模块进行硬件级的测试.箱内的可编程逻辑器件是 Altera公司的 FLEX 10K( 属于FPGA类型)系列器件中的 EPF10K10LC84-4.由于EPF10K10LC84-4器件的逻辑门有限 ,本文单独完成了算术逻辑单元、定时器/计数器、串行口等模块的硬件级测试.9.会议论文丁雷. 袁鑫 基于FPGA和单片机的数字示波器设计2008 本文详细的介绍了基于 FPGA和单片机组成的数字示波器设计，利用等效采样原理，实现低速

15、A/D 采集高速信号。主要以可编程逻辑器件FPGA 进行信号高速采集，单片机对采集数据整理输出，以及各种外围电路辅助完成。本设计实现简单，对A/D 要求不高，成本较低。在本系统中，完成了FPGA与单片机的通信，很好地解决了高速采集与精确控制之间的矛盾。结果表明这种方法行之有效。10.学位论文宋俊涛 基于ISPLSI与单片机的电动机保护装置的研究2003 该文在分析了电动机运行状况的基础上,根据电动机常见的故障特征 ,如两相接地、定子绕组开路、过负荷、失压、堵转、过热等,提出了基于ISPLSI 及196 系列单片机为核心的实用电动机保护方案,具有零序保护、负序电流保护、正序电流保护、过载保护、堵转保护、过热保护、失压保护等功能.在算法上进行了数学模型的建立和推导.在硬件、软件上进行了优化设计 ,特别是采用了在系统可编程逻辑器件 (ISPLSI1032E), 使装置具有简洁、稳定、速度快、抗干扰性好、保护功能强等特点.本文链接： http:/ ，授权号：534adbaa-bd04-4b61-a6c7-9e3401342dbe下载时间：2010 年11月20日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -