基于FPGA的8255接口芯片设计与实现

"该资源是一篇关于基于FPGA的8255可编程接口芯片设计与实现的硕士学位论文，作者韩进，导师程勇，来自山东科技大学计算机应用技术专业。文章详细介绍了如何利用VHDL在Max+PLUS II环境下设计8255芯片的内核和外围逻辑，通过模块化设计和图形输入法实现其完整功能，并通过仿真和实际测试验证了设计的正确性。关键词包括数字系统设计、VHDL、FPGA、Max+PLUS II、计算机可编程接口芯片、模块和进程。" 在电子技术和EDA技术不断发展的背景下，8255可编程接口芯片的实现方式发生了变化。传统的集成电路被大规模可编程逻辑器件，如PLD和FPGA所取代，它们能够实现更高集成度、更小体积和更低功耗的接口电路设计。本论文聚焦于使用FPGA（以Altera公司的Flex10K系列为例）来实现8255的功能。 VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）作为一种硬件描述语言，被用于8255芯片的内核和外围逻辑设计。VHDL的结构描述风格允许将系统分解为多个模块，便于管理和理解。在8255的设计中，内核模块由PORTA、PORTB、PORTC和control模块组成，每个底层模块以RTL级进行描述，即以寄存器传输级进行建模，这种方式可以精确地表示硬件逻辑。 6.2章节中提到了8255的整体设计框图，虽然具体细节未给出，但通常它会展示8255的主要组成部分，包括数据总线、控制总线以及各个端口的连接，还有控制单元如何协调这些端口的操作。8255作为一个并行接口芯片，提供了三个8位的数据端口，可以配置为输入或输出，并且有一个控制口用于设置工作模式和端口配置。 Max+PLUS II是一个常用的FPGA开发环境，它支持文本输入和图形输入，图形输入方法类似于绘制电路原理图，使设计过程更加直观。在8255的设计中，通过Max+PLUS II的图形输入法将各个模块组合在一起，形成完整的8255芯片功能模型。 完成设计后，为了验证其正确性，进行了波形仿真。通过仿真可以观察到信号的交互和时序，确保设计满足8255的规范。此外，设计还需要通过实际下载到FPGA芯片进行硬件测试，以确认在真实环境中的行为是否符合预期。 这篇论文详细阐述了如何利用现代EDA工具和FPGA技术实现8255可编程接口芯片的功能，这不仅是对经典接口芯片的现代化实现，也为其他类似的接口电路设计提供了参考。通过模块化设计和VHDL的使用，以及结合Max+PLUS II的图形输入法，使得复杂硬件设计变得更加高效和直观。