GPIB接口总线控制芯片的研究与设计

摘要

GPIB(通用接口总线，General Purpose Interface Bus)是由IEEE 协会(Institute ofElectrical and Electronic Engineers)规定的一种ANSI/IEEE-488 标准。
　　 GPIB为PC机与可编程仪器之间的连接系统定义了电气、机械、功能和软件特性。在自动测试领域中，GPIB通用接口是测试仪器常用的接口方式，具有一定的优势。
　　 通过GPIB组建自动测试系统方便且费用低廉。而GPIB控制芯片是自动测试系统中的关键芯片。目前，此类芯片只有国外少数公司生产，不仅价格昂贵，而且购买不便。因此，GPIB接口芯片的国产化、自主化对我国的自动测试产业具有重大的意义。
　　 本文通过对IEEE-488协议的理解与裁减，定义了一款包含具有讲者，听者，控者三个功能的GPIB接口控制规范。采用标准数字IC设计流程，对协议状态机化简后，进行了RTL级的Verilog编码设计，基于FPGA进行了原型验证。根据需要，对芯片的内部进行了时钟门控处理来降低功耗。采用芯片引脚复用和JTAG测试原理，对芯片内部增加了测试电路，方便了内部状态的测试，实现了可测试性设计。该芯片的工作时钟频率为8MHz，通过Synopsys的工具DC对源代码进行了综合；使用PT对设计进行了静态时序分析；采用Cadence公司的Silicon Ensemble对综合后的网表进行了版图设计，对芯片内部的电源网络和时钟树做了特殊处理，在国外的某5V 0.5μm标准数字单元库下进行了mapping，芯片规模10万门左右，裸片面积为1.5mm×1.7mm。