文档介绍：毕业设计(论文)开题报告
题目: 基于FPGA的GPIB总线接口IP核设计
专业:电子信息工程
1选题的背景、意义
随着科学技术的发展,许多现代化的系统,例如庞大的通信网、复杂的过程控制、反应快速的武器系统等等,它们的研制、调试、维修等工作,对测试系统的依赖性很强。测试系统需要GPIB(通用接口总线)控制器,而控制器本质上是协议转换器。用户给计算机输入特定命令,计算机操作系统通过驱动程序向挂接在PCI/ISA总线上的控制器发起一个相应的数据交易。控制器则把交易中所得到的数据转换成一个符合GPIB协议的控制信号和数据信号,这样用户就可以通过对计算机的操作来控制挂接在GPIB母线上的各个测量仪器进行控制。 GPIB虽然己经有了很长的历史,但是这种测量总线方便易用,组建自动测试系统方便,而且费用低廉。虽然近来出现了VXI等更加快速先进的测试总线,但他们大多昂贵而又麻烦,大多是插卡式的。所以,GPIB总线在使用台式机组建测试系统的时候有不可替代的作用。此外,在很多对测试速度要求不高,测试仪器的体积不作要求的情况下,GPIB总线也有相当的优势。而GPIB控制芯片(NAT9914)是自动测试系统中的关键芯片,因此对GPIB控制芯片有一定的需求量。
集成电路的飞速发展使得它在各行各业中发挥着越来越大的重要性。特别是ASIC技术的发展,用FPGA/CPLD对各类芯片进行设计和仿真,再在底层对FPGA进行布线,实现专用芯片的功能己经得到广泛的应用。此课题的研究,正是针对ASIC的发展而开展的。设计基于FPGA芯片的GPIB接口的IP Core不仅量身定做,不浪费资源,而且通用性极强,具有自主知识产权,仪器研发人员拿来稍作修改就可以应用。有了IEEE-488协议的IP核,再加上以后继续深入的研发,就能实现测控领域的NAT9914芯片的自主化,所以用FPGA实现GPIB接口芯片有一定的意义和价值。本课题正是基于这样的契机以及业界的需求而决定选用FPGA实现完全独立自主的GPIB控制器。
2相关研究的最新成果及动态
综观现今市场上的测试仪器,不难发现GPIB总线有重要的作用,国外目前只有德州仪器(TI)、NATIONAL INSTRUMENT (NI)和NEC三家公司生产基于IEEE-488协议的GPIB控制器芯片,-GPIB和GPIB控制器为代表,但价格昂贵,单用户系统控制器也要两千美金,多用户系统的控制器更是高达两万美金。
在国内,清华大学己经开发了基于网络的自动测试系统;-GPIB和GPIB控制器;复旦大学、上海交通大学、四川大学等一批高校,也开发了一批新的实验仪器系统用于教学和科研。
鉴于此,国内在组建GPIB测试系统时,核心技术方面完全受制于以上厂商,这对整个国内测试领域技术的发展以及军事等相关领域的应用都会有不同程度的负囱影响[xUJ0随看最近儿年EDA等新技术的小断引入,以及CPLD/FPGA等新型器件的广泛应用,无论是在理论创新层面还是在工程需求方面都完全有必要而且也具备可能实现GPIB控制器的自主知识产权研发。所以,开发国内的同类产品的现实意义是十分明显的。
3课题的研究内容及拟采取的研究方法(技术路线)、研究难点及预期达到的目标
本文拟用FPGA实现GPIB控制器芯片,设计蓝本参照NI公司的NAT9914。本设计实现的GPIB