基于FPGA的仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集控制器IP核設(shè)計(jì)

　　3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　　本IP 核功能邏輯的設(shè)計(jì)基于其任務(wù)邏輯定制的基本功能和技術(shù)指標(biāo)。本設(shè)計(jì)的任務(wù)邏輯主要完成對(duì)模擬仿真系統(tǒng)前端模擬設(shè)備發(fā)送指令以及采集前端模擬設(shè)備狀態(tài)量數(shù)據(jù)。其功能邏輯也基于發(fā)送指令和接收數(shù)據(jù)兩個(gè)數(shù)據(jù)流來(lái)設(shè)計(jì)，如圖4所示。

　　為避免高速、高頻系統(tǒng)時(shí)序中常存在的競(jìng)爭(zhēng)、毛刺危險(xiǎn)以及建立與保持時(shí)間相抵觸等問(wèn)題，本IP核采用同步設(shè)計(jì)的方案。同時(shí)，為解決實(shí)際中仍會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)系統(tǒng)產(chǎn)生毛刺和時(shí)鐘偏斜等問(wèn)題。本IP核中擬將時(shí)鐘控制改為觸發(fā)器輸入允許，將時(shí)鐘選擇改為獨(dú)立的時(shí)鐘分析[7]。

　　為加快本設(shè)計(jì)的運(yùn)行速度及處理效率，本IP核的設(shè)計(jì)以功能邏輯處理機(jī)制為基礎(chǔ)，分別對(duì)發(fā)送流程和接收流程設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)并實(shí)現(xiàn)[8]。

　　在發(fā)送流程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，共有6個(gè)狀態(tài)，如圖5所示。IP核的控制邏輯判斷來(lái)自主機(jī)的發(fā)送數(shù)據(jù)命令后，首先檢查其各功能模塊的準(zhǔn)備情況，如果準(zhǔn)備好，即開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)，從寄存器單元中取出待發(fā)送數(shù)據(jù)并送至網(wǎng)絡(luò)通信模塊，由其發(fā)送至前端模擬設(shè)備。在此過(guò)程中，不斷檢測(cè)發(fā)送完成標(biāo)志位DataEND，如果該標(biāo)志位變?yōu)橛行t表示發(fā)送成功，將此信息反饋給主機(jī)并進(jìn)入下一工作周期等待狀態(tài)；如果超時(shí)該標(biāo)志位仍未變化，則反饋回主機(jī)發(fā)送失敗的信息，并請(qǐng)求重發(fā)。

　　相應(yīng)地，如圖6所示，接收流程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程有7個(gè)狀態(tài)。其工作大致與發(fā)送流程相同，只是接收數(shù)據(jù)從寄存器單元讀出后，要先經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)模式的轉(zhuǎn)換后，再發(fā)送給主機(jī)使用。