基于Verilog的SMBus总线控制器的设计与实现

3 仿真

(1)从器件地址为1110010，主器件写11001101，写一个字节，命令为00000110。
(2)从器件地址为1110010，内部数据为10001100，主器件读一个字节，命令为00000111。
用modelsim6.0进行前仿真，波形图如图4所示。
从仿真结果上看，总线波形满足SMBus总线的时序要求(符合图2的格式)。
用Altera公司的quartus II 4.0综合后，下载到Altera ep1k30 FPGA芯片上进行测试，测试结果一切功能正常。

4 实际应用

本文设计的SMBus总线控制器应用于PCI-EXPRESS桥接芯片中，框图如图5所示。

在芯片初使化阶段，外围器件需要向桥接芯片的配置表内写入关于外围器件的一些属性(attribute)，这样桥接芯片才能正常工作。因为这些信息比较特殊，所以用SMBus总线传输比较合适，而这正是在该芯片中应用SMBus控制器的原因。

5 注意事项

(1)SDA和SCL都定义为双向口，既要接收数据也要发送数据。在双向口的使用上，要注意读数据时要将双向口置为高阻态。

(2)状态机采用两个always块设计，一个时序always块和一个组合always块。这样写不但易于综合，而且清楚明了，便于实现。

本文采用有限状态机的方法，将SMBus控制器分为与SMBus接口的模块和与μC接口的模块两个模块，从而实现SMBus总线控制器的设计。并将其应用于PCIPCI-EXPRESS桥接芯片中，通过软件及在altera公司的 ep1k-30 FPGA芯片上进行仿真测试，结果表明该方法是稳定有效的。