用于验证SCPI翻译模块的GPIB接口设计

发布时间：2020-05-15 10:12

【摘要】： 随着计算机技术的迅猛发展,受其影响的仪器行业也发生了巨大的变革,即仪器的手动操作使用改为计算机控制自动测试,世界著名仪器厂家共同研究制定了用于可程控仪器的标准命令,即SCPI(Standard Command for ProgramInstrument)。它实现了程控仪器的器件消息的标准化,其总目标是缩短自动测试设备程序开发时间,保护仪器制造者和使用者双方的硬件和软件投资,为仪器控制和数据利用提供广泛兼容的编码环境。仪器接收到SCPI消息后进行语法分析:接收字符串消息、词法分析、中间代码生成、优化和目标代码生成,语法分析模块的性能直接影响到程控执行效率。为了进一步简化仪器内语法分析模块、提高程控执行效率,本文介绍了一种在PC机和仪器间加入一个翻译模块的方法。在设计仪器时将大大简化软件工作,既能实现仪器语言标准化又能提高仪器对远程控制的响应速度,这在研究实验室内的自制仪器时将是很有用的。 随着集成电路的发展,片上系统(SOC)时代的到来,包括复杂可编程逻辑器件(CPLD)和可编程门阵列(FPGA)的可编程ASIC器件不仅能满足片上系统设计的要求,而且具有系统内可再编程的独特优点。GPIB控制器芯片是组建自动测试系统的核心,在测试领域应用广泛。本文拟讨论基于CPLD的自主知识产权的GPIB控制器芯片的设计和实现。GPIB控制器芯片的硬件设计主要分为状态机的实现、数据通道和微处理接口的设计。在设计的时候采用基于模块化设计思想来设计GPIB控制器,用Verilog HDL语言完成对各模块功能的描述,然后利用OuartusⅡ对模块进行仿真、综合,从而完成GPIB控制器芯片的设计。本文首先讨论了设计的背景和意义,介绍了用于验证SCPI翻译模块的基于CPLD的GPIB接口的设计思想。然后详细阐述了GPIB控制豁芯片实现:GPIB控制器的九种接口功能及其状态机实现,遵循IEEE-488协议规范,对数据通路进行了较为细致的说明。最后用带GPIB接口的电压标准源验证SCPI翻译模块,实现PC机对电压标准源的程控,其中硬件是基于Agilent公司的PCI-GPIB卡(82350),软件控制是在LabVlEW环境下完成的。
【图文】：

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本文编号：2664868