基于FPGA的三線制同步串行通信控制器設(shè)計(jì)

3 仿真與驗(yàn)證

利用Xilinx ISE和ModelSim SE工具平臺(tái)對(duì)三線制同步串行通信控制器IP核進(jìn)行綜合和功能仿真。數(shù)據(jù)發(fā)送仿真波形如圖4所示，數(shù)據(jù)接收仿真波形如圖5所示?？梢钥闯?，仿真結(jié)果完全正確，符合設(shè)計(jì)的預(yù)定目標(biāo)。

圖4 數(shù)據(jù)發(fā)送仿真波形

圖5 數(shù)據(jù)接收仿真波形

從圖4的仿真波形中可以看到，data信號(hào)線上是系統(tǒng)要向外圍串行設(shè)備發(fā)送的并行數(shù)據(jù)，在各種控制信號(hào)邏輯組合滿足情況下，系統(tǒng)響應(yīng)發(fā)送中斷信號(hào)Int后，CPU先將待發(fā)送的數(shù)據(jù)暫存在04H地址緩沖寄存器中，在幀同步脈沖信號(hào)Sgate正脈沖觸發(fā)下，每個(gè)Sclk周期發(fā)送一位串行數(shù)據(jù)Sdata。圖中并行數(shù)據(jù)99H和E3H對(duì)應(yīng)的串行數(shù)據(jù)分別為“10011001”和“11100011”。

同理，從圖5可知，當(dāng)開(kāi)始接收數(shù)據(jù)時(shí)，在Rgate正脈沖觸發(fā)下，Rdata數(shù)據(jù)信號(hào)線上待接收的二進(jìn)制串行數(shù)據(jù)通過(guò)串/并變換成“11101010”和“11010111”，并分別暫存在07H和06H所對(duì)應(yīng)的地址緩沖寄存器中，在接收中斷信號(hào)Int響應(yīng)下，將對(duì)應(yīng)的并行數(shù)據(jù)“EA”和“D7”傳送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線上，CPU對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

本文在對(duì)三線制同步串行通信機(jī)制進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，對(duì)三線制同步串行通信控制器IP核進(jìn)行了結(jié)構(gòu)劃分和詳細(xì)設(shè)計(jì)，并結(jié)合Xilinx公司的FPGA器件，采用VHDL硬件描述語(yǔ)言，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了仿真與驗(yàn)證，通過(guò)功能仿真波形得出了設(shè)計(jì)方案的正確性，并被成功用于航天某工程項(xiàng)目中。因其兼具較高的數(shù)據(jù)傳輸率和IP核的可移植性，可以預(yù)見(jiàn)，其在通信領(lǐng)域中將具有更加廣闊的發(fā)展空間。