基于CPLD芯片EPM7128設計數據合并轉換器

1、基于cpld芯片epm7128設計數據合并轉換器數據交換機的傳送速率很高，當其和串行口通信時，在發(fā)送前把數據分為兩部分分離發(fā)送到串行口，然后經過數據合并轉換器把各個串行口的數據合并在一起并轉換成pcm流。本文介紹了基于芯片epm7128設計的數據合并轉換器。1 數據合并轉換器硬件1.1 主要硬件簡介epm7128是可編程的大規(guī)模規(guī)律器件，為ara公司的max7000系列產品，具有高阻抗、電可擦等特點，可用門單元為2500個，管腳間最大延遲為5ns，工作為+5v。7205為fifo型異步讀寫的存儲器芯片，容量為8192×9比特，存取時光為12ns，有空、半滿、滿三個標記位，最大功耗為6

2、60mw，工作電壓為+5v。msm486dx屬于pc104系統(tǒng)的5x86系列，為amd-133mhz cpu，具有com1、com2兩個串口，一個lpt并口，一個floppy接口，一個ide接口，一個vga/接口，一個at-keyboard 接口，16個中斷，額定功率為8w，工作電壓為+5v。1.2 數據合并轉換器電路框圖可編程的數據合并轉換器電路框圖1所示。圖中，db為數據，ab為地址總線，r和w分離為讀寫信號線，int5、int7、int10和int11為四個中斷，cs1、cs2和cs3是在cpld內部生成的地址譯碼器addr-encoder分離送給分頻器、兩個串行口的片選信號，org是晶

3、振送給分頻器的振蕩脈沖，clk 是分頻器輸出的脈沖frameclk和pcmclk，wfifo、rfifo是由cpld生成的包含地址信息的拜訪fifo的讀寫脈沖， data_in1和data_in2為串行口輸入數據，pcm_data是數據合并轉換器輸出的pcm流，pcmclka為輸出的碼同步時鐘，worldclka為輸出的字同步時鐘。1.3 電路工作分析晶振把時鐘脈沖送給分頻器，分頻器含有兩個可編程的定時器。分頻器把可控的frameclk和pcmclk送給cpld，在cpld內部經過規(guī)律組合形成三路脈沖信號，一路控制計數器形成int5、int7兩個幀頻中斷觸發(fā)脈沖，cpu接到中斷后立刻寫fifo

4、；另一路控制移位寄存器把并行數據轉換成串行數據pcm流；第三路形成rfifo去延續(xù)讀fifo。兩個串行口通過中斷方式(int10、int11)接收到外部數據后，暫存緩沖區(qū)內，按一定格式由中斷int5控制寫給fifo。2 cpld內部規(guī)律電路cpld內部規(guī)律電路2所示。圖中，虛線框內為cpld內部電路，虛線框外為cpld的i/o口。2.1 地址譯碼器地址譯碼器addr-encoder用語言生成。addr-encoder的輸出有總線驅動器芯片74245的使能脈沖enb，總線傳輸方向的使能脈沖dir，寫fifo操作脈沖fifo，分頻器和串行口的片選cs1、cs2和cs3，fifo數據空滿標記脈沖rf

5、ifoflag，fifo復位時鐘脈沖wctrl。2.2 數據移位部分frameclk周期是pcmclk 的8倍，它們都是分頻器送來的脈沖。frameclk反相后作為fifo的讀信號，兩次反相后作為字同步時鐘。pcmclk挺直作為移位寄存器74165的時鐘觸發(fā)脈沖，兩者與非后的輸出低電平作為74165重裝載數據的觸發(fā)電平。它們的信號時序3所示。從三者的時序圖可知，每當一個字節(jié)的最后一位完成移位后，在frameclk脈沖反相的下降沿觸發(fā)下讀取fifo數據，這時74165的裝載使能74165std恰好為低電平(與非結果)，完成新數據裝載，然后在pcmclk脈沖的升高沿作用下開頭新一輪次的數據移位。2

6、.3 幀長計數器部分兩個74161設計成1/64的分頻器，也叫幀長計數器，此計數器的時鐘為frameclk，計數器的輸出最高兩位規(guī)律與為中斷int7，把與門輸出與次高位規(guī)律異或為中斷int5。這樣，int7比int5在時序上早半個周期。開機復位后，int7脈沖首先產生，觸發(fā)中斷，cpu中斷后在服務程序中把64個字節(jié)數據寫到fifo，然后屏蔽中斷int7，半個周期后，fifo中還剩32個字節(jié)數據(由于fifo的讀脈沖和frameclk反相同頻)。然后中斷int5到來，cpu響應后，再寫64個字節(jié)數據給fifo，使fifo中向來保持有數據的狀態(tài)(可避開讀fifo正巧落在兩個寫fifo之間，fifo

7、因很多據而讀死)。這樣，每當中斷int5到來，都寫64字節(jié)給fifo，周而復始，所以把64字節(jié)定為幀長。設pcmclk的頻率為f(mhz)，則frameclk的頻率為f/8，因為幀長為64，所以有：幀頻=f/(8×64)，pcm流速率=f(bit/s)。分頻器的分頻比是通過軟件設定的，所以pcm流的速率可編程。3 軟件設計分頻器編程：outp(0x303,0x36):/方式3，方波。/outp(0x300,0x50);/timer0,分頻比為80。/outp(0x300,0x00);outp(0x303,0x74);/方式2，脈沖。/outp(0x301,0x08);/timer1,

8、分頻比為8。/outp(0x301,0x00)?數據合并：if(com1_count%24)=0) ;/串行口1的24字節(jié)數據放在數組frame的427的位置。/com_buf1com1_count+=db1;/串行口1接收數據/int original_counter?original_counter=com1_count/24?memcpy(frameoriginal_counter-1+4,&com_buf1com1_count-24,24);if(com2_count%24)=0) ;/串行口2的24字節(jié)數據放在數組frame的2851的位置。/com_buf2com2_count+=db2;/串行口2接收數據/int original_counter;original_counter=com2_count/24;memcpy(frameoriginal_counter-1+28,&com_b