VXI总线寄存器基从接口逻辑电路 【技术领域】
本发明涉及测试技术领域，具体是一种VXI总线寄存器基从接口逻辑电路。背景技术
基于VXI(VMEbus Extension for Instrument，IEEE STD 1155)总线技术的模块仪器的优点是易于集成为不同用途的自动测试系统，具有优良的交互操作性，数据传输速率高，可靠性高，易维修，体积小，重量轻、功耗低，可移动性好。VXI总线采用的是VME总线的寻址方式和模块化设计思路。但是，为了适应仪器设计及自动测试系统集成需要，在VME总线的基础上额外增加了面向测试领域的许多功能，其中就包括VXI模块仪器占用系统存储器资源的配置和软硬件资源管理。所有功能必须通过VXI总线接口恰当的设计来配合完成。
VXI总线仪器模块从接口寻址方式有三种：A16、A16/A24、A16/A32，最大可寻址空间分别定义为64、8M、2G字节。系统中仪器模块物理空间实际需求是硬件设计人员通过VXI总线定义的配置寄存器中的偏移地址寄存器及相关译码电路实现的。
从目前市场上提供的VXI从接口处理芯片存在如下缺点：
1)仅实现了VXI从接口的基本功能，用户需要较多的额外软硬件设计才能实现所需的、较为复杂的接口功能，且成本较高。
2)VXI模块电路单板设计时，本地需要CPU支持才能完成接口的正常工作。对于不需更CPU的单板电路来说不能使用现成的接口芯片实现VXI接口功能。发明内容
本发明的目的在于为VXI模块硬件地应用提供一个改进的VXI总线寄存器基从接口逻辑电路，其采用硬件逻辑实现接口设计，具有多种片外信号选择设置接口，设计人员勿需关心VXI总线定义配置寄存器中的偏移地址寄存器以及相关译码电路等，使用方便，能提高设计效率，降低开发成本。
本发明的VXI总线寄存器基从接口逻辑电路，包括地址控制信号接收器、数据收发器、公用总线接收器以及中断信号接收驱动单元，其特征在于还包括：
VXI总线配置寄存器，它分别与数据收发器、公用总线接收器连接，根据其输入端口的外部设置型号码定义模块，选择VXI规范要求的A16/D16配置寄存器；
A16、A24、A32地址译码器，它分别与VXI总线配置寄存器、数据收发器、地址控制接收器连接，它的相应输入端口接片外的逻辑地址开关和4比特地址空间选择信号，能根据所述片外的逻辑地址开关和4比特地址空间选择信号，切换A16/A24/A32三种地址空间和选择相应的寻址空间大小，提供所需的读写脉冲；
地址锁存器，它与A16、A24、A32地址译码器的输出连接，用于提供经过锁存的地址线和读写信号共用户本地译码使用；
接口状态机和控制逻辑单元，它分别与公用总线接收器，及A16、A24、A32地址译码器连接，用来完成地址空间切换、数据传输应答、中断周期应答、数传周期长度调整以及提供本地复位信号等；
以及中断器和中断菊花链，它分别与接口状态机和控制逻辑单元、中断信号接收驱动单元以及片外的中断级别开关连接，用来处理本地中断事件，向VXI总线申请中断。
本发明VXI总线寄存器基从接口逻辑电路的主要优点如下：
1)支持VXI A16、A16/A24、A16/A32三种16位寻址方式，三种地址空间在一个接口逻辑里切换和使用。
2)VXI模块的型号码可片外设置，方便了用户对模块的定义。
3)VXI接口A24、A32地址空间片外选择，灵活配置，可组合不同规格的模块接口。
4)VXI中断级别通过片外设置。
5)接口寻址周期可调。
6)接口无需本地CPU支持。
7)由于采用硬件逻辑实现接口设计，用户无需关注接口，可专注模块本地电路的设计，提高了设计效率，降低开发成本。本发明适用于基于VXI总线的自动测试系统的A16、A16/A24、A16/A32模块的开发。附图说明
图1为VXI总线从接口逻辑框图。具体实施方式
以下结合VXI总线从接口逻辑框图1对本发明进一步说明。VXI总线信号定义以及总线接收、驱动、收发电气规则，可参考《VMEbus Standard：IEC821》标准要求。
图1所示的从接口逻辑电路，包括：地址控制信号接收器、数据收发器、公用总线接收器、中断信号接收驱动单元、VXI总线配置寄存器、地址译码器、接口状态机和控制逻辑单元、中断器和中断菊花链以及地址锁存器等。
VXI总线配置寄存器主要实现如下VXI规范要求的A16/D16配置寄存器，五个寄存器如表1所示。它分别与数据收发器、公用总线接收器连接，片外模型码设置接入器件类型寄存器上，供用户灵活设置0～FFFH范围内的任意值，用来标识模块的唯一性。
表1 地址偏移量 VXI寄存器 00H ID寄存器 02H 器件类型寄存器 04H 状态/控制寄存器 08H 偏移地址寄存器 0A-3FH 用户定义
A16、A24、A32地址译码器，它分别与VXI总线配置寄存器、数据收发器、地址控制接收器连接，它的相应输入端口接有片外逻辑地址开关和4比特地址空间选择信号。在A16空间的0A-3EH地址区间，本接口直接译出了十六个读写脉冲共用户使用。若仍不够用，还设置了一个地址锁存器，为本接口还提供了经过锁存的地址线以及读写信号共用户本地译码使用。
A24、A32地址空间切换及空间大小可选是本发明的主要特点之一。接口逻辑外部提供4比特选择信号b3～b0进行地址空间切换和寻址空间大小选择，接口寻址范围设计如表2所示，其中b3用来切换A24/A32空间，b2～b0用来选择空间大小。
表2 地址空间 选择信号b3～b0 空间大小 A24 0 16KB 1 32KB 2 64KB 3 128KB 4 256KB 5 512KB 6 1MB 7 2MB A32 8 64KB 9 128KB 10 256KB 11 512KB 12 1MB 13 2MB 14 4MB 15 8MB
b3～b0可通过片外的拨码开关或上、下拉方式设置。A24空间大小可在16K～2M范围内选择；A32空间大小可在64K～8M范围内选择。这种可选的设计方式能满足绝大多数用户的仪器模块设计需求。
接口状态机和控制逻辑单元，它分别与公用总线接收器、及A16、A24、A32地址译码器连接，它用来实现接口工作状态跃迁，完成地址空间切换、数据传输应答、中断周期应答、数传周期长度调整、提供本地复位信号等功能。接口逻辑工作时钟为16MHz。
为了使接口逻辑能寻址工作快慢不同的芯片，数传周期长度必须可控。本接口逻辑用一个本地BUSY*等待信号来控制周期长度(控制DTACK*信号的产生时间)。BUSY*为高表示按正常速率125ns传输，BUSY*为低，按1us速率传输。
中断器、中断菊花链，它分别与接口状态机和控制逻辑单元、中断信号接收驱动单元以及中断级别开关连接。实现一个ROAK(Release OnAcknowledge)中断器，可处理本地四个中断事件，向VXI总线申请中断，七个中断级别可通过外部3比特信号线选择。
本发明的VXI接口向本地直接提供了经过锁存的A16-A1十六根地址线以及相关的读写信号共本地使用，最大寻址空间为128K字节。如果用户需要更大的寻址空间，本接口还向本地提供了地址锁存信号，用户可锁存来自VXI总线的额外的地址线。本接口还提供两个本地自检状态信号的输入：自检通过和准备就绪。使得VXI模块正确支持VXI总线平台的零槽控制器对本模块的管理。
本发明适用于基于VXI总线的自动测试系统的A16、A16/A24、A16/A32模块的开发。