基于FPGA的VME总线接口的设计与实现

邵文建,李 超

(船舶重工集团公司 723所,扬州 225001)

0 引 言

许多新的雷达体制和雷达技术的出现,对雷达信号处理的运算速度和实时性提出了很高的要求,同时对接口总线的传输速度提出了更高的要求。因此,设计一种高速传输的接口总线对信号处理有着重要的现实意义。

虚拟机器环境(VME)总线具有高速异步传输、支持多种寻址方式、多种数据宽度、能够独立支持至少32位地址和32位数据总线、支持集中式和分布式中断的优点,最高传输速度可达 500 Mb/s。VME总线是目前应用最为广泛、获得各方支持最多的并行标准总线。由于VME具有总线众多的功能、强大的兼容性、并行性和高可靠性,因此在图像处理、军事通信、雷达信号处理等众多领域有广泛应用。本文采用Altera公司高密度的Stratix系列现场可编程门阵列(FPGA)来实现VME总线接口,对VME总线接口设计问题进行了深入研究。

1 VME总线

VME总线是由Motorola等几大公司在VERSA总线和欧式卡基础上提出的。VME的数据传输机制是异步的,有多个总线周期,地址宽度是16、24 、32、40 或 64 位,数据线路的宽度是 8、16、24 、32、64位,系统可以动态地选择地址和数据线的宽度。此外还有 UnalignedData传输能力、误差纠正能力和自我诊断能力,用户可以定义I/O端口。

VME总线的功能构架如图1所示。各个功能模块虽然各有分工,但是要想集体配合,还需要总线的支持。主设备用于启动数据传输总线周期,以便和从设备之间传递数据。从设备用于检测主设备启动的数据传输总线周期,当数据传输总线周期指定由它参与时,就和主设备传递数据。……