| [页数]:84 [字数]:24413 [目录] 前 言 第1章 SOPC与IP核复用技术 第2章 FPGA与Modelsim仿真工具 第3章 I2C总线的工作原理 第4章 I2C总线IP核的设计与实现 第5章 I2C总线IP核的仿真测试 结 论 附 录（一） 设计程序源代码 附 录（二） 外文资料原文 [摘要] I2C总线是Philps公司开发的一种用于芯片间通讯的串行传输总线,它由串行时钟线SCL和串行数据线 SDA完成全双工数据传送。由于它具有连线少、允许多主机控制、具有总线仲裁和同步等特点,被广泛应用到各个领域,并已经成为一种世界性的工业标准。 SOPC不仅是一种新兴的技术，更代表了一种先进的开发思想，而开发思想对生产力发展的促进作用，往往远大于技术本身。SOPC思想的精髓就在于它把软件编程的高度灵活性转移到硬件上，从而具备了控制系统在可移植性、可扩展性、短开发周期等方面的巨大优势。以IP核复用为基础的SOPC设计方法，以其快速的产品上市时间、良好的功能可配置性日益成为IC设计的重要方法。对于各种各样的电子产品，它们越来越多的要采用SOPC技术进行集成。 本文首先研究了SOPC上的IP核集成技术，然后进行I2C总线IP核的设计实现。在SOPC开发环境下，使用verilog语言对各模块编程，再编一个测试台程序然后在Modelsim仿真软件中进行编译仿真，得出仿真波形。最后把实现IP核的模块在Quartus II软件中进行设计实现，生成可以调用的IP核。为了满足复用，该IP核采用AVALON总线接口。设计完成的IP核满足I2C总线的功能要求，主设备通过该IP核可以完成往从设备中写入或者读取数据。 [正文] 前 言 一．I2C总线的研究现状与发展趋势： I2C（Inter-IC）总线10多年前由Philips公司推出，最初为音频和视频设备开发，是近年来在微电子通信控制领域广泛采用的一种新型总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简化，器件封装形式小，通信速率较高等优点。在主从通信中，可以有多个I2C总线器件同时接到I2C总线上，通过地址来识别通信对象[1]。I2C总线是英文“INTER—IC BUS”或“IC TO BUS”的简称，意思是“内部集成电路总线”或“集成电路间总线”。I2C总线为各种应用系统设计提供了一种完善的集成电路间的串行总线扩展技术，大大简化了应用系统的硬件设计，为实现应用系统的模块化设计提供了极为有利的条件。其中，I2C总线提供了较完善的总线协议、最简单的串行连接方式，并提供了总线操作的状态处理软件包，因而得到了广泛的应用。 二．本文选题的依据与意义： SOPC(System On Programmable Chip)即可编程的片上系统，或者说是基于大规模FPGA的单片系统。SOPC的设计技术是现代计算机辅助设计技术、EDA技术和大规模集成电路技术高度发展的产物。SOPC技术是将尽可能大而完整的电子系统，包括嵌入式处理器系统、接口系统、硬件协处理器或加速系统、DSP系统、数字通信系统、存储电路以及普通数字系统等，在单一FPGA中嵌入实现。大量采用IP复用、软硬件协同设计、自顶向下和自底向上混合设计的方法，可以使得整个设计在规模、可靠性、体积、功耗、功能、性能指标、上市周期、开发成本、产品维护及其硬件升级等多方面实现最优化[2]。 ...... [参考文献] [1]何立民. C总线应用系统设计.北京:北京航空航天大学出版社,1995 [2]潘松,黄继业,曾毓. SOPC技术实用教程.北京: 清华大学出版社, 2005 [3]彭澄廉.挑战SOPC.北京:清华大学出版社 [4]吕蓉.IP核及其复用.电子工程师.2001 [5]刘韬,楼兴华.FPGA 数字电子系统设计与开发实例导航.北京人民邮电出版社,2005:84～126 [6]褚振勇等.FPGA设计及应用.西安:西安电子科技大学出版社,2003 [7]王彦.基于FPGA的工程设计与应用.西安:西安电子科技大学出版社. [8]I2C总线规范.http://www.zlgmcu.com/Philips/yingrong/iic/I2C-BUS.pdf [9]王前,吴淑泉,刘喜英.基于FPGA的 C总线接口实现方法.微电子技术 .2002 [10]Bricaud,P.J. IP reuse creation for system-on-a-chip design. Custom Integrated Circuits. Proceedings of the IEEE 1999.May 1999 ...... [原文截取] 基于SOPC的I2C总线IP核的实现 摘 要 I2C总线是Philps公司开发的一种用于芯片间通讯的串行传输总线,它由串行时钟线SCL和串行数据线 SDA完成全双工数据传送。由于它具有连线少、允许多主机控制、具有总线仲裁和同步等特点,被广泛应用到各个领域,并已经成为一种世界性的工业标准。 SOPC不仅是一种新兴的技术，更代表了一种先进的开发思想，而开发思想对生产力发展的促进作用，往往远大于技术本身。SOPC思想的精髓就在于它把软件编程的高度灵活性转移到硬件上，从而具备了控制系统在可移植性、可扩展性、短开发周期等方面的巨大优势。以IP核复用为基础的SOPC设计方法，以其快速的产品上市时间、良好的功能可配置性日益成为IC设计的重要方法。对于各种各样的电子产品，它们越来越多的要采用SOPC技术进行集成。 本文首先研究了SOPC上的IP核集成技术，然后进行I2C总线IP核的设计实现。在SOPC开发环境下，使用verilog语言对各模块编程，再编一个测试台程序然后在Modelsim仿真软件中进行编译仿真，得出仿真波形。最后把实现IP核的模块在Quartus II软件中进行设计实现，生成可以调用的..... |
基于SOPC的I2C总线IP核的实现
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