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基于FPGA的I2C从模式总线设计在接口/总线/驱动中的应用方案

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简介:
本篇文章详细探讨了基于FPGA实现I2C从模式总线设计的技术细节及其在接口、总线和驱动领域的实际应用,为相关技术研究提供解决方案。 本段落基于标准的I2C总线协议提出了一种在FPGA上的I2C SLAVE模式的设计方案。文章重点介绍了SLAVE模式的特点,并提供了设计原理框图及在modelsim下的行为仿真时序图。实际应用证明,该设计方案操作简便且实用性强。 0 引言 随着嵌入式系统开发中对FPGA的广泛应用,越来越多的嵌入式CPU(例如STM32)为了降低成本和减小封装尺寸,并没有外接专门用于读写的总线接口,而是提供了一些如SPI和I2C这样的通信接口。在实际应用过程中经常需要将数据配置到FPGA内部,比如FPGA中的应用配置寄存器以及各种表项等都需要CPU进行配置操作。这些数据量通常不大且传输速度要求不高。

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  • FPGAI2C线/线/
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    本篇文章详细探讨了基于FPGA实现I2C从模式总线设计的技术细节及其在接口、总线和驱动领域的实际应用,为相关技术研究提供解决方案。 本段落基于标准的I2C总线协议提出了一种在FPGA上的I2C SLAVE模式的设计方案。文章重点介绍了SLAVE模式的特点,并提供了设计原理框图及在modelsim下的行为仿真时序图。实际应用证明,该设计方案操作简便且实用性强。 0 引言 随着嵌入式系统开发中对FPGA的广泛应用,越来越多的嵌入式CPU(例如STM32)为了降低成本和减小封装尺寸,并没有外接专门用于读写的总线接口,而是提供了一些如SPI和I2C这样的通信接口。在实际应用过程中经常需要将数据配置到FPGA内部,比如FPGA中的应用配置寄存器以及各种表项等都需要CPU进行配置操作。这些数据量通常不大且传输速度要求不高。
  • CPLDI2C线
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    本设计介绍了基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现的一种I2C总线接口方案,通过硬件描述语言进行模块化设计,确保了系统在数据传输中的稳定性和高效性。 在电路设计领域,I2C总线是一种常见的两线式串行通信方式。大多数CPU擅长处理并口操作,并不具备直接控制I2C总线接口的能力。为了使这些不具备I2C总线接口能力的CPU能够通过简单的并口操作来实现对I2C总线接口的控制,我们基于分析I2C总线常用的工作模式,设计了一个工作在主机模式下的模块。该模块利用CPID完成I2C总线开始信号和结束信号的输出,并能进行并行数据到串行数据或反之的数据转换。 通过使用这个模块,不具备I2C接口能力的CPU可以通过并口方便地控制I2C设备,从而简化了系统程序的设计流程。
  • RS232行列矩阵键盘/线/
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    本设计探讨了RS232协议下行列式矩阵键盘接口的具体实现方式,在接口、总线及驱动层面提出创新方案,旨在优化通信效率和兼容性。 本段落介绍了一种基于RS232行列式矩阵键盘接口的设计方案。该设计方案使用VHDL语言实现,并采用了RS232按位串行通信总线来设计行列式矩阵键盘接口,具备复位以及串行数据的接收和发送功能。通过观察发光二极管led0-led2的状态可以判断芯片的工作情况;所有电路功能的程序都在美国ALTERA公司生产的具有现场可编程特性的EPM7128SLC84-15芯片上调试成功。该设计贴近日常生活,实用性强,在制成芯片后可用于一般PC机键盘与主机之间的接口连接。
  • FPGASDX线和Wishbone线
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    本项目致力于开发一种高效的硬件解决方案,通过FPGA实现SDX总线与Wishbone总线间的互连设计,优化数据传输效率及系统集成度。 针对机载信息采集系统对可靠性、数据管理高效性以及硬件成本的需求,本段落介绍了基于Verilog HDL设计的SDX总线与Wishbone总线接口转化的设计与实现,并通过Modelsim进行功能仿真,在QuartusⅡ软件平台上综合,最终在Altera公司的CycloneⅢ系列FPGA上调试。实验证明了该设计方案的可行性。 随着微电子设计技术与工艺的迅速发展,数字集成电路逐步演进到专用集成电路(ASIC)。新型超大规模、高速、低功耗的FPGA的出现降低了产品成本,并提高了系统的可靠性。同时,各种电子产品对复杂度和现代化程度的要求也在不断提高。本段落针对机载信息采集系统的需求进行了讨论。
  • FPGA与ADSP TS201线
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    本设计探讨了FPGA与ADSP TS201间的高效通信方案,通过优化总线接口实现二者间数据传输速率和稳定性的提升,适用于高性能嵌入式系统。 文中实现了DSP通过外部总线接口访问FPGA内部寄存器的功能。然而,如果需要传输的数据量很大或DSP与FPGA的时钟不同步,则不宜使用寄存器来实现通信,而应采用双口RAM或者FIFO等方法进行改进。读者可以在本段落的基础上进一步优化和扩展相关功能。
  • APB线I2C代码.7z
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    这是一个包含在APB总线系统中实现I2C通信协议的驱动程序源代码的压缩文件。适合嵌入式系统的开发者和工程师使用与研究。 该I2C驱动程序支持APB接口,并包含一个用于顶层调用的测试模块以及嵌入式的驱动函数,在Xilinx和Altera平台上均经过验证,能够适应多种工作模式。总线接口已经优化完成,可以无缝挂接到系统总线上使用。此模块设计稳定可靠,并附带完整的寄存器说明文档。I2C总线采用Verilog语言实现。
  • CAN线通信典型电路(含隔离)/线/
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    本篇文章主要介绍CAN总线通信中典型的带隔离电路的应用,并探讨其在接口、总线和驱动领域的重要作用。 CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称,由德国BOSCH公司开发,并最终成为国际标准ISO 11898,在全球范围内广泛应用,尤其是在汽车领域。下面我们将介绍一个典型的CAN总线电路。 在这个电路中,ADUM1201用于实现隔离效果,而AMIS42675则负责CAN电平转换。这个电路我已经使用了一段时间,这次主要讲解典型的设计方案。关于CAN总线的报文结构等内容,我们将在以后的文章中进行详细介绍。
  • FPGA1553B线及验证
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    本项目聚焦于开发并测试一种基于FPGA技术实现的1553B总线接口方案,旨在提升数据通信效率与可靠性。通过硬件描述语言编程和仿真工具,实现了该接口的功能模块化设计及其性能验证。 为了降低成本并提高设计灵活性,本段落提出了一种基于FPGA的1553B总线接口方案。采用自顶向下的设计方法,在分析了1553B总线的工作原理及其响应流程之后,完成了各功能模块的设计工作,并对关键模块编写了VHDL代码。通过Active-HDL软件进行了仿真测试后,使用Virtex-5 FPGA开发板和PC机作为验证平台进行实验。在FPGA上模拟BC(Bus Controller)与RT(Remote Terminal),并通过PC机指令控制,在1 MHz的数据传输速率下成功完成了两者的收发功能模块间的通信测试。 此外,为了进一步提升接口性能,采用光纤替代了传统的电缆介质,并利用FPGA内置的RocketIO内核实现了传统1553协议数据的光纤传输。实验结果显示该方案可以在超过3 Gb/s的速度下稳定运行。
  • FPGASPI线与实现
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    本项目探讨了在FPGA平台上SPI总线接口的设计和实现方法,重点分析其工作原理并完成硬件及软件协同验证。 在现代EDA外围电子器件的接口标准中,存在多种协议,但它们普遍存在速度慢、复杂等问题。SPI总线作为一种外围串行总线,则能有效克服这些缺点,并满足各种需求。通过使用Lattice公司的FPGA芯片以及配套的工程开发软件,尤其是在线逻辑分析仪这一先进的EDA工具,我们成功实现了基于FPGA的SPI接口连接。结合FPGA编程灵活性和SPI总线易用性的优势,我们能够实现FLASH存取功能,并为同类型接口芯片的应用提供了一个原型设计方案,进一步支持了后续的设计工作。