原创信号匹配电路的例子

 2008-7-3 13:13  3127 8 8 分类: 通信

<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />2.3.1 驱动匹配器件选择<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

VXI总线是在VME总线上发展起来的，VME总线规范对信号驱动进行了详细的规定，推荐了相关器件。由于VME总线规范提出较早，推荐的器件受当时电子元件发展水平的制约，主要是74LS系列、74F系列、74ALS系列和74S系列芯片。现代电子

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图2-2 TI公司的逻辑器件生产历史过程

水平不断发展，很多公司都开发了许多性能更好的产品，图2-2是德州仪器公司（Texas Instruments,简称TI）的逻辑器件生产历史过程，从图中可以看出VME规范推荐的器件逐渐步入停产阶段。这是因为现代电子产品对器件的静态功耗、处理速度、芯片体积和稳定性的要求越来越高，随着器件生产技术不断革新，原来的部分器件也不能满足这种要求。比如74F系列器件，驱动能力强，处理速度也比较快，但是静态功耗较大，在电路静态调试过程中由于干扰信号的影响，容易出现输出电平停留在1.8V左右的死锁现象，死锁时间过长，会烧毁器件。而现在的74LVT、74ABT和74LVC等新系列器件在内部设计了施密特触发器，能克服这种缺点，同时功耗更小、成本较低、能提供较大的驱动电流、具有较高的响应速度和较强的电平兼容能力。表2-2是几种逻辑器件的性能比较表。

从表中可以看出新型器件的性能优势。由于FPGA芯片XC2VP30的I/O引脚兼容LVTTL电平，而VXI背板总线为TTL电平。表2-2中可以看出，ABT系列器件和LVT系列器件配合可以实现驱动和匹配功能。选取具有方向控制的8路并行双向驱动缓冲器74ABT245和74LVT4245来实现驱动和电平匹配功能。74LVT4245采用5V和3.3V双电源供电，其输入信号兼容LVTTL和TTL电平，输出为LVTTL电平。74ABT245，用5V单电源供电，输入信号兼容LVTTL和TTL电平，输出为TTL电平。两个器件的I_OL_（max_）均为64MA，二者的技术指标符合设计要求。

表2-2 TI公司的逻辑器件性能比较表

芯片引脚如图2-3所示：EN为芯片使能信号输入引脚，该脚接低电平时芯片处于工作状态。DIR为方向控制引脚，当EN为低电平时，如果DIR为高电平，引脚A0至A7上的信号传向B0至B7；如果DIR输入为低电平，引脚B0至B7上的信号传向A0至A7。74LVT4245的VCA接5V直流电源，VCB接3.3V直流电源

图2-3 芯片引脚图

2.3.2 驱动匹配电路的实现

由于VXI背板总线与FPGA芯片之间有双向信号，如D00-D31；也有单向信号，如DS0*, DS1*, A01－A31， LWORD*， BR0－BR3*, BBSY*, IRQ1－IRQ7*,DTACK*等，VXI背板总线与FPGA芯片间的驱动匹配电路的原理框图如图2-4所示：

? 从VXI背板总线到FPGA芯片的单向信号用一片74LVT4245实现从TTL到LVTTL的电平转换匹配功能；

? 从FPGA芯片到VXI背板总线的单向信号包括需要OC驱动的信号和不需要OC驱动的信号，对不需要OC驱动的信号只用一片74ABT245实现从LVTTL到TTL的电平转换匹配功能，并满足了背板驱动的要求，减少了器件数目，降低了成本；对需要OC驱动的信号，在74ABT245和VXI背板总线之间再加一个74F38作OC驱动，满足信号线与连接的要求。