基于CPLD的系统中I2C总线的设计

EDAPLD论文基于CPLD的系统中I2C总线的设计摘要:在介绍I2C总线协议的基础上,讨论了基于CPLD的系统中I2C总线的设计技术,并结合工程实例设计了I2C总线IP核,给出了部分源代码和仿真结果。关键词:I2C总线IP核CPLDI2C总线是PHILIPS公司推出的新一代串行总线,其应用日渐广泛1~2。目前许多单片机都带有I2C总线接口,能方便地实现I2C总线设计;对没有I2C总线的微控制器(MCU),可以采用两条I/O口线进行模拟。在以单片机为MCU的系统中很容易实现I2C总线的模拟扩展,有现成的通用软件包可以使用2~3。对有些基于CPLD的系统,要与带有I2C总线接口的外围器件连接,实现起来相对复杂一些。为实现系统中的I2C总线接口,可以另外引入单片机,也可以采用PCF8584或者PCA9564器件(PHILIPS公司推出的专用I2C总线扩展器)进行扩展,但这样会增加系统成本,使系统冗余复杂。像ALTERA、XILINX等一些大公司有专用的基于CPLD器件的I2C总线IP核,但这些IP核的通用性不强,需要的外围控制信号较多,占用系统很大的资源,因此直接采用这种IP核不可取。鉴于此,依照I2C总线协议的时序要求,在基于CPLD的系统中开发了自己的I2C总线IP核。对于一些带有I2C总线接口的外围器件较少、对I2C总线功能要求较简单的CPLD系统,自主开发IP核显得既经济又方便。1I2C总线的协议I2C总线仅仅依靠两根连线就实现了完善的全双工同步数据传送:一根为串行数据线(SDA),一根为串行时钟线(SCL)。该总线协议有严格的时序要求。总线工作时,由时钟控制线SCL传送时钟脉冲,由串行数据线SDA传送数据。总线传送的每帧数据均为一个字节(8bit),但启动I2C总线后,传送的字节