基于GAL芯片

很多朋友对基于GAL芯片不是很了解，六月小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

1的VME总线接口电路设计过程概述

VME总线以其良好的物理特性、严格的技术规范和与微处理器的灵活接口，被广泛应用于雷达、声纳等大型并行多处理器系统，在国内外船舶机舱自动控制系统中也得到了成功应用。在开发基于VME总线的信号采集模块时，用户首先要考虑和解决与VME总线的接口问题。

本文采用基于GAL芯片实现VME总线接口电路的思想，对VME总线接口的设计进行了深入研究。本文用软件技术实现了VME总线地址的解码和数据读写、中断的逻辑控制，有效地简化了硬件电路的设计。

2接口设计功能要求根据VME总线规范和本课题的具体任务要求，本文设计的VME总线接口电路为从接口电路，接口的数据总线宽度和地址总线宽度均为16位。主要接口功能要求如下：1)产生电路板本身的程序复位和硬件复位信号；2)产生数据总线接口芯片的I/O读写信号和片选信号；3)用VME总线产生响应信号和数据选通信号，以控制数据传输方向；

4)中断请求功能：可配置中断请求级别；可编程中断向量；支持中断响应菊花链。3主接口电路设计及功能实现3.1接口设计原则

通过比较研究，本文选择格型通用阵列逻辑(GAL)芯片来完成接口逻辑电路的设计。GAL芯片是Lattice公司开发的一种电可擦可重编程PLD，具有结构简单、编程容易的优点。本文采用三片GAL芯片设计接口逻辑电路，电路的基本结构和原理如图1所示。图中两片GAL20V8完成地址解码和读写控制，一片GAL16V8完成中断请求控制。数据接口采用通用总线接口芯片Z8536。

Z8536是一款通用可编程总线接口芯片，具有两个8位I/O端口。通过配置控制寄存器，这两个I/O端口可以用作两个8位信号通道，或者一起构成一个16位信号通道。本设计中，GAL芯片对VME总线* Z8536的信号进行解码，然后通过LA4和LA5选择Z8536的接口和工作模式配置寄存器。借助Z8536，VME总线可以从从板上读写8位或16位数据。

图1电路的基本结构和原理3.2地址解码和读写控制电路的设计和功能实现。

地址解码电路的主要作用是在主设备发送的地址有效信号AS*有效时，自动从总线上获取地址和地址修饰码，然后根据地址修饰码配置地址传输方式，再根据地址发出相应的片选信号选择片上芯片。

读写控制模块的主要功能是通过读写周期的时间顺序产生的DS0*、DS1*、WRITE*、LWORD*、IACK*等信号正确配置数据传输的形式，控制板卡上I/O芯片的读写，发出DTACK*信号恢复主设备[2]。

为了满足上述要求，地址解码芯片上的CE [3 ~ 0]分别连接到四个Z8536总线接口芯片的使能端；读写控制芯片上的RD和WR分别连接到Z8536的读写使能端。通过这两个芯片，VME总线可以控制从板上信号的读写。

通过上述分析和逻辑推理确定GAL芯片的功能后，就可以根据总线协议和硬件电路得出相关信号之间的逻辑关系。在此基础上，利用LatTIce公司的专用开发工具ispLEVER5.1编写并仿真了相应的ABEL-HDL程序，地址解码控制过程的仿真波形如图2所示。图2地址解码控制过程3.3仿真波形中中间请求控制电路的设计和功能实现

VME优先级中断机制采用菊花链，用于板间传输电平信号。它从第一个时隙开始，在最后一个时隙结束。系统可以提供从IRQ 1到IRQ7的7个中断请求，其中IRQ 7的优先级最高。本文采用通过跳线设置优先级的方法。当中断处理程序处理中断请求时，中断响应菊花链驱动器启动中断响应菊花链，以确保只有一个中断响应正在进行的中断响应周期。

当主设备应答中断时，它首先将IACK*信号驱动为低电平，表示当前周期是中断响应周期，并将相应的中断请求电平值置于A01~A03上。中断响应主要由中断响应输入(IACKIN*)和中断响应输出(IACKOUT*)组成。

如果从设备发送中断请求，且响应中断标识码与自身匹配，同时接收到来自上级的有效IACKIN*信号，则判断为自身的中断响应，应将IACKOUT*信号阻断至高电平，否则应继续下载IACKOUT*信号[3]。根据上述VME总线中断处理机制和流程，我们可以设计从设备在从模式下通过GAL芯片申请中断的控制逻辑。ABEL-HDL中断控制逻辑部分的源程序如下：

图3是ispLEVER5.1中程序的仿真波形图，在该图中，从设备板Z8536通过拉低INT请求IRQ2允许的中断，并将识别码解码为从图中可以看出，当a [3 ~ 1]为010时，菊花链停止发送，否则由IACKOUT发出。图3中断请求控制模拟波形4的结论

目前，基于上述接口电路的VME总线I/O接口卡的设计开发已经完成，并成功应用于机舱自动化控制系统样机中。试运行以来稳定可靠，表明本文的设计方法是可行的，电路和程序实现达到了预期目标，为VME总线接口逻辑功能的设计和实现提供了一种思路。

以上知识分享希望能够帮助到大家！