基于Avalon总线的多通道PWM控制器的实现.pdf

第31卷第 12期 微 计 算 机 应 用 Vo1．31No．12 2010年 l2月 MICR0C0MPUTERAPPLICAT10NS Dec．2010 基于Avalon总线的多通道 PWM 控制器的实现 张赵 良 朱菊香2 (苏州大学 应用技术学院 苏州 215325 常州铁道高等职业技术学校 常州 213000) 摘要：设计了一种可应用于片上可编程系统的多通道数字 PWM控制器。该控制器基于Avalon片内总线技术，符合该总线的 读写传输时序，具有完备的PWM输出能力。控制器用原理图输入与VerilogHDL语言混合设计的方法在CycloneII系列的 EP2C5F256C6现场可编程控制器上实现。实验表明，这种PWM控制器具有很高的可重用性 ，更易于调试和实现多通道控制， 并可应用于任何支持Avalon片内总线的片上可编程系统上。 关键词：片内总线 可编程片上系统 PWM 控制器 死区保护 ImplementationsofaM ultichanneiDigitalPW M controllerBasedonAvalonBus ZHANGZhaoliang，ZHUJuxiang (AppliedTechnologyCollege，SooChowUniversity，Suzhou，215325，China) (ChangzhouRailwayHigherTechnologySchool，Changzhou，213000，China) Abstract：Thisthesisintroducesadesignofmuhi—channeldigitalPWM controllerthatcanbeusedwithon—chipprogrammablesys— tem．ThecontrollerhavingcompletePWM outputcapacity．ItbasedontheAvalonon—chipbustechnologyandaccordwithitstransmis— siontiming．ThiscontrolleriscomplementedontheCycloneIIFPGA ofEP2C5F256C6．ItisshownthatthePWM controllerhasahigh reusability，easytodebugandrealizingmulti—channelcontrollingandcanbeappliedtoanyon—chipprogrammbalesystem which supportAvalonbus． Keywords：on—chipBUS，SOPC，PWM Controller，deadtimeprotection 随着半导体技术的不断进步，已经可以在单片FPGA中集成一个或数个软CPU核以构成可编程片上系 统SOPC 。但这些CPU核仅包含了运算器、控制器、内存管理单元等核心部件，大量的外围设备需要通过 片内总线进行扩展，比如定时器、GPIO、DMA控制器等。本文基于Ahera公司的Avalon片内总线，设计了一 种多路PWM控制器，凡是能符合Avalon总线规范的SOPC均能通过它获得完善的PWM输 出能力。PWM 是直流 电机常用的调速控制方法，也是众多微控制器必不可少的标准配置。 1 Avalon总线概述 图1为一个典型的SOPC系统，它由软核处理器、Avalon片内总线、PWM控制器和 IO 口组成 ，如图 所示。 本文于2010—1l一11收到。 12期 张赵 良等：基于Avalon总线的多通道PWM控制器的实现 49 Avalon片内总线是 Altera专为SOPC量身定制的，主要用于连接片内的软核 CPU和其他外设 ，以便在 FPGA中构成可编程片上系统。Avalon片内总线描述了部件之间的端 口连接关系，以及部件间通信的时序 关系。作为一种总线规范，它具有下列基本特性 ：