PCI总线与GP-IB接口设计：EPLD在NAT9914控制中的应用

该文介绍了基于PCI总线的GP-IB接口电路的设计，涉及工控机采用PCI-104堆栈结构，通过PCI总线连接EPLD，利用EPLD来处理PCI接口和控制NAT9914接口芯片，同时配合75160和75162驱动芯片进行GP-IB通信。文章着重阐述了EPLD的内部电路设计。 在设计基于PCI总线的GP-IB接口电路时，系统采用了PCI-104堆栈结构的工控机，其特点是通过32位数据总线和33MHz的传输速率与EPLD（可编程逻辑器件）交互。EPLD在此扮演着关键角色，它不仅负责PCI总线接口的设计，还控制NAT9914接口芯片，该芯片用于GP-IB协议的管理。此外，75160和75162驱动芯片被用作GP-IB接口通信的媒介。 PCI总线是一种复杂的高速接口，随着技术的发展，已衍生出多种扩展标准，如CPCI和PCI Express。设计PCI接口电路时，可以选择专用的集成电路或IP核来简化工作，但若设备仅作为从设备，可以省略一些高级功能，如仲裁、边界扫描和错误报告等。对于本文的GP-IB接口卡，设计的重点在于EPLD中的PCI总线接口实现以及对NAT9914芯片的控制。 EPLD的选择上，使用了XILINX公司的XC95288XL，这是一款拥有288个宏单元的器件，经过优化设计后成功实现了所需功能。EPLD内部电路设计的原理框图如图2所示。 设计PCI接口信号时，遵循PCI总线规范，选择了关键的信号，如Rst（复位信号）、Clk（时钟信号）、Cbe（命令和字节使能信号）、Ad（地址和数据信号）、Frame（帧周期信号）、Irdy（主设备准备好）、Trdy（从设备数据准备好）、Devsel（从设备选中响应）和Inta（中断请求）。同时，舍弃了一些不适用于设计的信号，如Par、Stop、Perr、Serr、Req和Gnt。 为了控制GP-IB接口芯片NAT9914和驱动芯片，设计了特定的接口信号，这些信号协调了PCI与GP-IB之间的通信，确保了数据的有效传输和协议的正确执行。NAT9914芯片是实现GP-IB标准的关键组件，它管理着GP-IB协议的各个方面，包括数据传输、设备控制和错误处理。 这个设计实现了基于PCI总线的GP-IB接口，通过精心设计的EPLD电路和适配的接口信号，有效地连接了工控机与GP-IB设备，提供了高效的数据传输和可靠的通信能力。