一种ISA总线到Multibus总线的读写操作转换电路的制作方法_2

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所述第一状态机模块[U01]采用ISA总线时钟isa_bclk作为状态机工作时钟,第一状态机模块[U01]的状态转移条件包括Tl和T2,有效状态包括statel、state2、state3,分别对应状态信号IDLE、RD_WT、BT_END (均为高电平有效),总复位rst有效时系统处于statel状态,状态信号IDLE有效,在总复位rst撤销的正常工作条件下,当Tl无效时(Tl=O),状态机处于statel状态,当Tl有效时(Tl = I),状态机转移到state2状态,状态信号RD_WT有效,当T2无效时,状态机处于state2状态,当T2有效时(T2 = I),状态机转移到state3状态,状态信号BT_END有效,state3状态停留一个ISA总线时钟(isa_clk)之后,转移到statel状态,完成一次状态机的状态转移操作。
[0038]状态转移电路主要完成状态机的状态转移控制,当进行ISA总线存储器读操作时,[isa_1w, isa_memw, isa_1r,isa_memr] = 4’ blllO = 4’ hE,当进行 ISA 总线 I/O 读操作时,[isa_1w, isa_memw,isa_1r, isa_memr] = 4’ bllOl = 4’ hD,当进行 ISA 总线存储器写操作时,[isa_1w, isa_memw,isa_1r, isa_memr] = 4’ blOll = 4’ hB,当进行 ISA总线 1/0 写操作时,[isa_1w,isa_memw,isa_1r,isa_memr] = 4’ bOlll = 4’ h7 ;因此,第一或门[0R01]的输出端信号即为ISA总线读isa_rd,第二或门[0R02]的输出端信号即为ISA总线写isa_wt,第三或门[0R03]的输出端信号(也即第一状态机模块[U01]的状态转移条件Tl)为ISA总线读/写isa_rd_wt ;当出现有效的ISA总线读命令时,isa_rd有效,当出现有效的ISA总线写命令时,isa_wt有效,当出现有效的ISA总线读或写命令时,isa_rd_wt有效,即Tl有效;
[0039]当总复位rst有效时,第一 D触发器[D01]的Q输出端信号即计数信号isa_ws_cnt为2’b00,在state2状态下,状态信号RD_WT有效,第一 D触发器[D01]与第二多路复用器[M02]组成一个受控计数器,计数信号isa_ws_cnt从2’ bOO开始按照ISA总线时钟isa_bclk进行加I计数;当isa_ws_cnt为2’blO时,如果M总线传输确认m_xack有效(低电平),isa_ws_cnt正常加I变为2’ bll,如果M总线传输确认m_xack无效(高电平),isa_ws_cnt保持为2’ blO状态,直到M总线传输确认m_xack有效(低电平)再加I变为2’ bll,isa_ws_cnt变为2’bll之后,下一个ISA总线时钟isa_bclk再加I复位到2’ bOO,当计数信号isa_ws_cnt为2’ bll时,第一状态机模块[U01]的状态转移条件T2有效;
[0040]标准的ISA总线操作周期(无插入等待周期)为六个ISA总线时钟周期,可能的插入等待周期位于第五ISA总线操作周期和第六ISA总线操作周期之间,即使出现插入等待周期,本文中仍然把插入等待周期之后的这个ISA总线操作周期称为第六ISA总线操作周期;isa_ws_cnt为2’ blO对应第五ISA总线操作周期和可能的插入等待周期,isa_ws_cnt为2’ bll对应第六ISA总线操作周期;
[0041]状态机的statel状态对应复位状态、总线空闲状态和第一、第二 ISA总线操作周期,状态机的state2状态对应第三到第五ISA总线操作周期、可能的插入等待周期以及第六ISA总线操作周期,状态机的state3状态对应最后一个额外的ISA总线周期;
[0042]在复位或总线空闲状态下,状态机处于statel状态,状态信号IDLE有效,当出现ISA总线读或写操作命令时,状态机转移到state2状态,状态信号RD_WT有效,在state2状态下,从第三ISA总线操作周期计数到第五ISA总线操作周期,在第五个ISA总线操作周期,判断M总线传输确认m_xack是否有效(M总线数据读写是否完成),如果m_xack无效,则进入等待周期,如果m_xack有效,在第六ISA总线操作周期,状态机从state2状态转移到state3状态,状态信号BT_END有效,在state3状态下占用一个额外的ISA总线周期(用于Multibus总线地址、数据保持),直接跳转到statel状态,结束本次状态转移操作。
[0043]结合附图1、附图3说明时序处理电路的电路的外部连接、组成模块和主要功能。
[0044]时序处理电路与ISA三总线相连的信号包括ISA总线存储器读(isa_memr,低有效)、ISA总线存储器写(isa_memw,低有效)、ISA总线I/O读(isa_1r,低有效)、ISA总线I/O 写(isa_1w,低有效)、ISA 总线地址(isa_addr)、ISA 总线数据(isa_dat)、ISA 总线从设备就绪(isa_chrdy,高有效),时序处理电路接收的状态转移电路的输出信号包括ISA总线读(isa_rd,高有效)、ISA总线写(isa_wt,高有效)、ISA总线读/写(isa_rd_wt,高有效)、计数信号(isa_ws_Cnt)、状态信号IDLE、RD_WT、BT_END (均为高有效),时序处理电路与Multibus三总线连接的信号包括M总线存储器读(m_mrdc,低有效)、M总线存储器写(m_mwtc,低有效)、M总线I/O读(m_1rc,低有效)、M总线I/O写(m_1wc,低有效)、M总线地址(m_addr)、M总线数据(m_dat)、M总线传输确认(m_xack,低有效),时序处理电路的复位信号来自复位电路的总复位(rst,高有效);
[0045]时序处理电路包括地址转换电路、读写命令转换电路、数据写转换电路、数据读转换电路、反馈电路。地址转换电路、读写命令转换电路、数据写转换电路、数据读转换电路、反馈电路均采用ISA总线时钟(isa_bclk)作为工作时钟,采用总复位(rst)作为复位信号。
[0046]地址转换电路用于实现ISA总线地址(isa_addr)到M总线地址(m_addr)的读写时序转换,输入的时序控制信号包括ISA总线读/写(isa_rd_Wt)、状态信号IDLE、RD_WT、BT_END ;
[0047]读写命令转换电路用于实现ISA总线读写操作命令(ISA总线存储器读isajnemr、ISA总线存储器写isa_memw、ISA总线I/O读isa_1r、I/0总线I/O写isa_1w)到M总线读写操作命令(M总线存储器读m_mrdc、M总线存储器写m_mwtc、M总线I/O读m_1rc、M总线1/0写!11_;[0?^)的读写时序转换,输入的时序控制信号包括计数信号(isa_ws_cnt)、状态信号RD_WT ;
[0048]数据写转换电路用于实现ISA总线数据(isa_dat)到M总线数据(m_dat)的写操作时序转换,输入的时序控制信号包括ISA总线读(isa_rd)、ISA总线写(isa_wt)、状态信号 IDLE、RD_WT、BT_END ;
[0049]数据读转换电路用于实现读操作的M总线数据(m_dat)到ISA总线数据(isa_dat)的读操作时序转换,输入的时序控制信号包括ISA总线读(isa_rd)、ISA总线写(isa_wt)、计数信号(iSa_WS_cnt)、状态信号IDLE、RD_WT、BT_END,输入的反馈信号为M总线传输确认(m_xack);
[0050]反馈电路用于实现M总线传输确认(m_xack)到ISA总线从设备就绪(isa_chrdy)的反馈信号的时序转换,输入的时序控制信号包括计数信号(isa_WS_Cnt)、状态信号RD_
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[0051]结合附图6,说明地址转换电路的组成和工作原理。
[0052]所述地址转换电路包括第一选择器[S01]、第二 D触发器[D02]、第三D触发器[D03]、第一三态门[T01];第一选择器[S01]为三路选择器,当只有SO选择端为高电平时,DO输入端与OUT输出端连通,当只有SI选择端为高电平时,Dl输入端与OUT输出端连通,当只有S2选择端为高电平时,D2输入端与OUT输出端选通;第一选择器[S01]、第二 D触发器[D02]的数据端为I位宽度,第三D触发器[D03]、第一三态门[T01]的数据端对应地址总线,数据宽度可根据实际应用调整,默认为20位宽度;
[0053]第一选择器[S01]的DO输入端连接到高电平,第一选择器[S01]的Dl输入端连接到低电平,第一选择器[S01]的D2输入端连接到ISA总线读/写isa_rd_wt,第一选择器[S01]的SO选择端连接到状态信号BT_END,第一选择器[S01]的SI选择端连接到状态信号RD_WT,第一选择器[S01]的S2选择端连接到状态信号IDLE,第一选择器[S01]的OUT输出端与第二 D触发器[D02]的EN使能端、第三D触发器[D03]的EN使能端相连,第二 D触发器[D02]的反相D输入端连接到状态信号BT_END,第二 D触发器[D02]的Q输出端连接到第一三态门[T01]的ENB使能端,第三D触发器[D03]的D输入端连接到ISA总线地址isa_addr,第三D触发器[D03]的Q输出端连接到第一三态门[T01]的输入端,第二 D触发器[D02]、第三D触发器[D03]的时钟端均连接到ISA总线时钟isa_bclk,第二 D触发器[D02]、第三D触发器[D03]的CLR复位端均连接到总复位rst,第一三态门[T01]的输出端连接到M总线地址m_addr。
[0054]在statel状态,状态信号IDLE有效,第一选择器[S01]的OUT输出端与D2输入端连通,如果出现ISA总线读写操作,isa_rd_Wt有效(高电平),第二 D触发器[D02]、第三D触发器[03]的EN使能端为高电平,第一三态门[T01]的ENB使能端为高电平,第一三态门[T01]导通,ISA总线地址isa_addr输出到M总线地址m_addr ;在state2状态,状态信号RD_WT有效,第一选择器[S01]的OUT输出端与Dl输入端连通为低电平,第二 D触发器[D02]、第三D触发器[03]关闭,M总线地址m_addr保持;在state3状态,状态信号BT_END有效,第一选择器[SOI]的OUT输出端与DO输入端连通为高电平,第一三态门[T01]的ENB使能端为低电平,第一三态门[T01]关闭,结束对M总线地am_addr的驱动,释放M地址总线。
[0055]ISA总线地址isa_addr在第二 ISA总线操作周期输出到M总线地址m_addr,M总线地址m_addr保持到第六ISA总线操作周期(对应M总线读写命令结束)之后,再保持一个ISA总线周期释放。
[0056]结合附图7,说明读写命令转换电路的组成和工作原理。
[0057]所述读写命令转换电路包括第三多路复用器[M03]、第四D触发器[D04];第三多路复用器[M03]为四选一复用器,第三多路复用器[M03]、第四D触发器[D04]数据端均为4位宽度;
[0058]第三多路复用器[M03]的DO输入端从高位到低位依次连接ISA总线I/O写isa_1w、ISA总线存储器写isa_memw、ISA总线I/O读isa_1r、ISA总线存储器读isa_memr,第三多路复用器[M03]的Dl输入端与D2输入端对应位相连,并与第四D触发器[D04]的Q输出端对应位连接,第三多路复用器[M03]的D3输入端从高位到低位连接到电平状态4’ hF,第三多路复用器[M03]的[SI,S2]选择端连接到计数信号isa_Ws_cnt,第三多路复用器[M03]的Q输出端连接到第四D触发器[D04]的D输入端,第四D触发器[D04]的时钟端连接到ISA总线时钟isa_bclk,第四D触发器[D04]的EN使能端连接到状态信号RD_WT,第四D触发器[D04]的SET置位端连
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