文档介绍：论文题目
摘要
Philips 开发的I²C 总线是一个简单的双向串行总线,能实现有效的IC之间控制, 所有符合I²C总线的器件组合了一个片上接口,使器件之间直接通过I²C 总线通讯。因而解决了很多在设计数字控制电路时遇到的接口问题。Wishbone 总线最先是由Silicon公司提出,它通过在IP核之间建立一个通用接口完成互连,优势是处理器核与外设共享总线。本文介绍了I²C总线和wishbone总线协议, 通过设计一个基于片上系统的Wishbone总线的I2C控制器核心与带外设的I2C总线相连接,从而达到总线互联通信的目的。从I2C总线入手,通过Verilog语言对其寄存器堆的读写操作进行编译并编写测试代码,使用ModelSim软件进行仿真验证,对设计的I2C控制器进行波形仿真,验证了各个模块的功能和工作状态,仿真了执行过程和波形输出的情况。
关键词:I²C总线、Wishbone总线、寄存器、Verilog语言、波形仿真
Abstract
With the development of micro electric and EDA(electronic design automation)technology, FPGA(field programmable gates array) can realize the function of digital circuit system design .FPGA have the merit of filed programmability and High integration rate ,therefore is highly recognized for bus is widely applied in the digital system as simple interface ,expedient use ,low cost and good expansibility .VHDL is considered as a core of digital system design and a key technique of implement digital system.
The design realizes the function of I2C bus interface on the FPGA .At first the thesis deeply research I2C bus specification ,then briefly introduce the Quartus II design environment and the design method ,as well as FPGA design flow .In this foundation,I2C bus controller design scheme and the timing simulation under Quartus II is particularly introduced.
Key words Quartus II;I2C bus controller ;FPGA ;timing simulation
目录
摘要 I
Abstract II
第1章绪论 5
课题背景 5
I2C总线的产生及发展 6
FPGA的现状与展望 6
相关工作 6
第2章 I2C总线技术的研究 8
I2C总线的概念 8
I2C总线的传输 9
数据的有效性 9
I2C总线数据传送的开始和停止条件 9
I2C总线传输过程中的应答信号 10
I2C总线数据传送的重复开始条件 11
I2C总线的传输过程中的字节格式 11
I2C总线的器件子地址 11
I2C总线传输信号的时序 12
本章小结 14
第3章 VHDL语言的基础知识 15
VHDL语言的概述 15
VHDL语言的特点 15
VHDL语言的程序结构 16
VHDL程序的库 16
包集合 16
实体说明 17
构造体 18
配置 18
本章小结 18
第4章设计工具和设计方法 19
设计工具 19
基于FPGA的数字电路的设计流程 20
本章小结 21
第5章 I2C总线的功能设计 22
I2C总线完成的功能 22
用VHDL语言实现写操作时的串行转并行