【摘 要】
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现场总线技术的出现给工业自动化领域带来了新的革命，它引起了自动化系统结构的深刻变革。作为主流的现场总线技术之一，现场总线基金会推出的基金会现场总线(FF)，由于其技术特点
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现场总线技术的出现给工业自动化领域带来了新的革命，它引起了自动化系统结构的深刻变革。作为主流的现场总线技术之一，现场总线基金会推出的基金会现场总线(FF)，由于其技术特点加上众多实力厂商的支持，近年来在世界范围内获得了广泛的应用。虽然国内有关FF的研究和应用取得了很大的成绩，但是构建FF仪表的关键芯片FF通信控制器芯片均由国外生产，开发具有自主知识产权的通信控制器芯片具有十分重要的意义。本文深入开展了对FF通信控制器芯片的设计与研究，目标是开发出高性能、低成本FF通信控制器芯片产品。
本文详细介绍了FF通信控制器芯片的设计和实现。FF通信控制器芯片采用基于硬件描述语言的ASIC设计流程来设计。在分析FF底层协议的基础上，确立了芯片要完成通信控制所需的基本功能，然后对国外主流同类芯片YTZ420、FB3050进行分析比较，权衡性能和成本，最终确定了FF通信控制器芯片的设计方案。在借鉴FB3050的基础上，芯片采用DMA加片内异步SRAM的新架构来实现总线通信，该架构是实现高性能、低成本的关键。在确定了设计规范和系统结构之后，采用自顶向下的设计方法，对组成芯片的各个功能模块进行的详细设计，并采用Verilog实现RTL编码。本文还介绍了对芯片的RTL代码的验证工作，包括功能仿真和FPGA原型验证，芯片设计的功能和性能得到了充分的验证，FPGA原型验证的结果还表明，设计的芯片能够很好的支持实际应用并且具有较高的通信效率。
本文的研究成果已成功在华虹NEC的0.35um工艺线上实现流片。
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