基于PC/104總線的多功能擴展通訊模塊的設計

　　圖2用VHDL語言可以很方便地實現。其具體描述如下：

　　SEL（0）<=AEN;

　　SEL（1）<=NIOW AND NIOR;

　　SEL（2）<=ADDR（0）;

　　SEL（3）<=ADDR（1）;

　　SEL（4）<=ADDR（2）;

　　SEL（5）<=ADDR（3）;

　　SEL（6）<=ADDR（4）;

　　SEL（7）<=ADDR（5）;

　　SEL（8）<=ADDR（6）;

　　WITH SEL SELECT

　　Y<="1111110" WHEN "010001000",//IO/110 地址操縱

　　"1111101" WHEN "010001100",//IO/118 數據操縱

　　"1111011" WHEN "010010000",//IO/120 串口1

　　"1110111" WHEN "010010100",//IO/128 串口2

　　"1101111" WHEN "010011000",//IO/130 串口3

　　"1011111" WHEN "010011100",//IO/138 串口4

　　"0111111" WHEN "010100000",//IO/140 讀中斷號

　　"1111111" WHEN OTHERS;

　　END BLOCK CODE;

　　3.2 104總線與CAN控制器的接口

　　如前所述，104總線與ISA總線兼容而與CAN控制器要求的時序不同，設計中將104總線中的BALE、地址和讀寫信號經CPLD邏輯整合后提供給CAN控制器，同時從數據線分時送出操縱地址和操縱數，滿足CAN控制器的時序要求。時序整合的VHDL語言如下：

　　ALE<=（NOT Y（0）） AND BALE;

　　CSCAN<=Y（1）;

　　IORCAN<=Y（1） OR NIOR;

　　IOWCAN<=Y（1） OR NIOW;

　　雙向數據緩沖的VHDL實現可以在很多參考書中找到，此處從略。

　　3.3 異步通訊接口電路及中斷共享電路

　　16554的接口可與PC104實現無縫連接，CPLD實現選通和讀寫邏輯控制，異步通訊與CAN控制器共用CPLD內的雙向數據緩沖電路。

　　異步通訊控制單元16554有很強的中斷能力，四個串行控制用具有各自的中斷引腳，使用靈活。但系統的中斷資源有限，假如每一個控制器都占用一個中斷號，通訊模塊需要占用五個中斷號。為了節約中斷資源，設計中將4個串口控制器共享一個中斷，而CAN總線控制器單獨占用一個中斷。

　　為了實現共享，設置了一個中斷向量寄存器，當發生中斷時首先讀取中斷向量寄存器以定位發出中斷的串行口。其原理見圖3。

圖3 中斷共享電路

　　VHDL語言實現如下：

　　GMID<=NIOR OR Y（6）;

　　INTSER<=INTABCD（0） OR INTABCD（1） OR INTABCD（2） OR INTABCD（3）;

　　INTID<=INTABCD WHEN （GMID=‘0‘）

　　ELSE

　　"ZZZZ"

4 結論

　　本設計利用CPLD實現了104總線和CAN控制器之間的時序轉換、整個電路的邏輯控制以及中斷共享，使電路設計結構緊湊，性能穩定。擴展了RS-232、RS-485和CAN接口的104PC可以滿足盡大部分控制系統的通訊要求。該設計已被一個分布式防空系統所采用，在歷次聯調試驗中性能指標均達到了要求。