PC104總線系統是一種新型的計算機測控平臺，作為嵌入式PC的一種，在軟件與硬件上與標準的臺式PC(PC/AT)體系結構完全兼容，它具有如下優點：體積小、十分緊湊，并采用模塊化結構，功耗低，總線易于擴充，緊固堆疊方式安裝，適合于制作高密度、小體積、便攜式測試設備，因此在軍用航空設備上有著廣泛的應用，但也正是PC104板的這種小尺寸結構、板上可用空間少給設計帶來了一定的困難，所以本設計采用了復雜可編程器件CPLD，用CPLD完成了PC104總線與429總線通訊的主要電路，大大節省了硬件資源，本文著重介紹了CPLD部分的設計。

　　1 系統總體設計

　　CPLD是一種復雜的用戶可編程邏輯器件，由于采用連續連接結構，易于預測延時，從而使電路仿真更加準確。再加上使用方便的開發工具，如MAX+PLUSII、Quartus等，使用CPLD器件可以極大地縮短產品開發周期，給設計修改帶來很大方便。本論文描述了利用開發工具MAX+PLUS II實現CPLD處理ARINC429數據通信。系統設計方案如圖1所示。

　　ARINC429收發電路部分，由兩組3282和3l82芯片構成，其中每組芯片實現二路接收、一路發送，其中的控制信號均有CPLD編程產生：在CPLD部分，D[0...15]為16位雙向數據總線，實現AR1NC429收發電路與PC104總線接口之間的數據通信，IO16為16位芯片選擇信號；在PC104總線接口部分，XD[0...15]為16位雙向數據總線，XA[1...9]為地址總線，連接CPLD，進行選片操作，XIOR和XIOW 為IO讀寫信號，XAEN 是允許DMA控制地址總線、數據總線和讀寫命令線進行DMA傳輸以及對存儲器和I/O設備的讀寫。

　　2 系統硬件組成

　　429的PC104總線接口板的硬件組成框圖如圖2所示，主要包括AR1NC429收發電路(HS3282和HS3l82芯片組)、CPLD、429板與PC 機的接口總線PC104總線、與外部的429接口IDC16插座、中斷控制開關等，其關系如圖2所示。

　　本接口板元器件布局如圖3所示。

　　3 CPLD內部功能及實現

　　3.1 開發流程描述

　　本系統中的CPLD使用Altera公司的MAX7000S系列可編程邏輯器件中的EPM7128SQC100-6型號，從最初的電路設計思想到MAX+PLUSII的波形仿真，再到CPLD芯片編程結束要經過的一般開發流程如圖4所示。

　　3.2 CPLD中的模塊設計

　　本設計中CPLD 的功能是實現ARINC429收發電路與接口板的接口總線PC104總線的數據通信。其功能模塊可以分為6部分，以下逐一介紹各模塊的功能及其實現的方法。

　　(1)產生AR1NC429控制器HS3282所需的TTCLK時鐘信號模塊

　　TTCLK即發射器時鐘信號，本設計中該信號有480 KHZ和1 MHZ兩種可選頻率，是由一個48 MHZ的晶振提供信號給CPLD，然后由CPLD編程產生480KHZ和1MHZ兩種信號以備選擇。該模塊用圖形編輯的方式實現。要產生3282所需要的480KHZ信號需要對輸入48MHZ信號進行兩次10分頻，要產生1 MHZ信號需要對輸入信號進行6分頻再8分頻。6分頻電路采用3個JK觸發器實現，8分頻電路采用74393實現，10分頻電路采用7490實現。

　　(2)產生復位信號/MR和控制發射器使能信號ENTX的信號ENT模塊

　　/MR是對3282的主復位信號，/MR將直接送到HS3282，而ENT將送到另一模塊中，用于控制發射器使能信號ENTX的產生，ENTX=ENT*/TXR，其中TXR為發送緩沖區空標志。該模塊也采用電路設計輸入方式。其電路主要由4個D型觸發器74LS74芯片來完成。輸入為總線驅動器的前4個輸出，即D0～D3，時鐘脈沖為產生HS3282讀寫信號模塊的一個輸出信號/WR3，輸出為兩個HS3282的復位信號/MR1和/MR2以及ENT1和ENT2。本模塊具體實現電路如圖5所示。