摘要：某型導彈測試設備控制總線為通用的ISA總線，而通信接口總線為非標準的MMи總線。在此以FPGA為核心設計了一種ISA總線／MMи總線轉換電路，該電路可以完成2種制式的數(shù)據(jù)和控制指令轉換。給出了轉換電路原理框圖、FPGA配置電路和地址比較電路原理圖。實驗結果表明該電路具有轉換數(shù)據(jù)準確，工作可靠等優(yōu)點。實際應用表明，該電路完全能達到測試設備的要求。
關鍵詞：FPGA；ISA總線；MMи總線；數(shù)據(jù)轉換

總線廣泛應用于計算機、工業(yè)生產(chǎn)及各種測試設備。ISA總線為IBM公司推出的基于80286CPU的PC／AT微型計算機用擴展總線標準，MMи總線是俄羅斯國內(nèi)自行設計的專用測試總線，主要用于程控單元模塊與MMи總線之間數(shù)據(jù)及控制信息的交換。在某型導彈測試設備中，工控計算機采用了ISA總線，而俄制測試設備采用了MMи總線，2種總線數(shù)據(jù)模式和傳輸制式不同。本文以FPGA為核心，設計了ISA總線／MMи總線2種總線之間的數(shù)據(jù)和控制指令轉換電路，實際應用證明了該電路的可靠性。

1 ISA總線和MMи總線簡介
1．1 ISA總線
ISA(Industrial Standard Architecture)總線是IBM公司于1984年進一步擴充XT總線標準而形成的。ISA總線標準支持24位的地址線、16位的數(shù)據(jù)線；支持11級中斷IRQ3～IRQ7，IRQ9～IRQ12，IRQ14～IRQ15；支持7個DMA傳輸通道DRQ0～DRQ3，DRQ5～DRQ7；支持主從控制、I／O等待和I／O校驗等功能。為了與XT總線保持向下兼容，ISA總線在信號功能的定義和物理接口上均作了特殊的安排，即保持原有的XT總線不變，重新增加一個36線的連接插槽，分成C，D兩面，擴充的功能設計在C，D兩面的信號線上。其引腳定義如下：
(1)數(shù)據(jù)總線SD0～SD7。SD0～SD7為8位雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線，在芯片和主接口間傳輸命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)。SD7為最高位。
寄存器選擇引腳為SA4～SA9，SW DIP-6(板基址011001)和。這些引腳決定轉換是否響應I／O周期，當為邏輯低電平且SA4～SA9與6位撥動開關值完全匹配時，內(nèi)部產(chǎn)生一個片選信號，使轉換響應I／O周期。
(2)地址信號SA0～SA3。I／O讀寫操作時作為轉換電路上FPGA芯片內(nèi)的寄存器選擇信號。
(3)讀寫信號，。寫操作中，轉換在上升沿鎖存數(shù)據(jù)。讀操作中，當有效時，轉換模塊直接驅動8位數(shù)據(jù)線。
(4)中斷信號INTR。中斷狀態(tài)寄存器某使能中斷為真時，INTR有效。對INTR的有效聲明沒有最小脈寬要求。
(5)I／O通道準備好信號IO CHRDY。IOCHRDY變低，表明當前I／O周期需要被延長。寫周期中，當數(shù)據(jù)從ISA總線上被鎖存時IO CHRDY變高。讀周期中，數(shù)據(jù)有效時IO CHRDY變高。進行寄存器讀寫時IO CHRDY被拉低。IO CHRDY引腳用集電極開路邏輯門驅動，因此此信號會由一個內(nèi)部上拉電阻上拉至邏輯高電平。
(6)復位信號RESET。RESET信號有效時，觸發(fā)轉換模塊，使FPGA硬重肩。
1．2 MMи總線
MMи總線是俄羅斯國內(nèi)自行設計的專用測試總線，主要用于程控單元模塊與MMи總線之間數(shù)字及控制信息的交換，其基本技術性能如下：
(1)MMи總線采用異步、字節(jié)串行、位并行、雙向信息傳輸方式。
(2)MMи總線采用負邏輯，模塊服務請求信號(зOм)和轉換結束信號(KПp)除外。低電平電壓為0～0．6 V，表示邏輯1(對于服務請求信號зOМ和轉換結束信號KПp，邏輯1的電平為2．4～4．5 V)；高電平電壓為2．4～4．5 V，表示邏輯0(對于服務請求信號зOМ和轉換結束信號KПp，邏輯0的電平為0～0．6 V)。
(3)總線上掛接的程控單元模塊最多為16個(包括控制器)。
(4)MMи總線中最多包含92根信號線路。一個程控單元模塊內(nèi)所使用的線路最多不超過50根，最少不少于15根。每一個具體的程控單元模塊所用的線路數(shù)量，可根據(jù)此模塊的具體技術要求確定。
(5)程控單元模塊與MMи控制器間總線電纜的最大長度不應超過1 m。
(6)總線內(nèi)的信息傳輸最大速度由程控單元模塊與MMи總線的信息處理能力決定，最大不超過100 Kb／s。
(7)總線控制器與程控單元模塊間的連接方式有2種：鏈型連接及星型連接。鏈型連接總線上的所有裝置，包括控制器，都是并行連接的；其中的信號可以單向或雙向傳輸；星型連接總線將MMи控制器與單個程控單元模塊一對一地連接到一起，其中的信號單向傳輸。
(8)MMи總線線路可分以下6類：
數(shù)據(jù)線：“1 pиM，…．8 pиM”線路(數(shù)據(jù)總線)；第1電平地址線——“Aдp．эм”線路(程控模塊單元地址)；第2電平地址線——“A0…A15”線路(信息寄存器地址)；同步線——“ΓT”(準備好)，“Пpиeм”(接收)，“Bыд”(發(fā)送)，“Kнп”(傳輸結束)線路；控制線——“иAэм”(初始化)，“эaпycK эм”(觸發(fā))，“ПO(jiān)зм”(串行詢問)，“KOм．1……KOм．16”(控制指令)線路；中斷線——“зOм”(請求服務)，“Kпp”(轉換結束)線路。
程控單元模塊從MMи控制器接收的所有指令都是尋址指令。在中斷線內(nèi)，模塊服務請求信號“зOм”具有高優(yōu)先級，轉換結束信號“Kпp”具有低優(yōu)先級。