基于FPGA的I2C读写控制器的设计与实现.pdfVIP

《自动化技术与应用》2010年第29卷第2期 经 验 交 流 TechnicalCommunications 基于FPGA的laC读写控制器的设计与实现 陈 景，李建华 (大连理工大学电信学院，辽宁 大连 116023) 摘 要：本文简单介绍丁I2C总线协议的数据传输时序，iRitY--F0~；TFPGA的12C读写控制器 ，可以对不同的从器件进行读写操作。 根据给出的设计的系统框图，重点分析了核心模块的设计思想以及状态转换过程，最后通过硬件电路和仿真波形，验证了控制 器的功能。 关键词：12C总线；FPGA；Verilog硬件描述语言 中图分类号：TN47 文献标识码：B 文章编号：1003—7241(2010)02—0086 03 TheDesignandImplementationof12CR／DController BasedonFPGA CHENJing，LIJian-hua (SchoolofElectronicandInformationEngineering，DalinaUniversityofTechnology,Dalian116023China) Abstract：ThispaperintroducestheworkingprincipleandthedatatransfertimingofInterIntegratedCircuit(I2C)Bus，anddesigns anIzcR／D ControlleronthebaseofFPGA，itcanreadorwritedifferentslavedevice．Accordingtothegivensystem diagram ofthedesign，itfocusesonanalyzingthedesigningthoughtofthekernelmoduleanditsstatetransform process，andfinallyexaminesthefunctionsofcontrollerthroughthesimulatedwaveform andhardwarecircuit． KeyWOrds：I2CBUS：FPGA ：VerilogHDL 1 引言 且极大的简化了PCB的线路设计。IC总线协议支持多 I2C(Inter—IntegratedCircuit)总线是一种由PHILIPS 主机 ，总线上不仅可以有多个从器件 ，还可以有多个控 公司开发的两线式串行总线 ，产生于80年代，它以两根 制器(即主机)，如函l所示。从器件有一个唯一的总线 线实现完整的全双工同步数据传输，具有简单和有效的 地址被主机寻址访问，而多个主机之间通过仲裁来决定 优点…I。现在有越来越多的器件通过 I2C接 口实现对其 总线的控制权，以及通过冲突检测来防止数据被破坏。 内部寄存器的配置，IC总线已经成为一个国际标准。随 着近年来基于FPGA的EDA设计方法逐渐取代传统的设 计方法，应用越来越广泛，因此，本文提出一种基于FPGA 的1C读写控制器的设计方案。 2 I2C总线协议介绍 IC总线最主要的优势在于，只需要两条总线一串 行数据线SDA和时钟线SCL就可以实现控制器与IC之 间的通信传输，这使得I2C总线的硬件成本降到最低，并 图1 laC总线结构 主机与从机之间一个完整的IC传输周期如图2所 收稿 日期：2009—06—25 经验 交 流 《自动化技术与应用》201o年第29卷第2期 rechnicalCommunicatio