Multiplexor datových sběrnic

Abstract

Datové sběrnice (dále jen sběrnice) jsou nedílnou součástí jakéhokoliv digitálního systému. Umožňují komunikaci jednotlivých částí systému a slouží tak podobné funkci jako axony v živých organismech, které propojují jednotlivé neurony. Existuje mnoho typů sběrnic, každá sloužící k jinému účelu, lišících se svými vlastnostmi a protokoly. To přináší ale problémy s kompatibilitou. Nelze totiž vhodně implementovat všechny typy sběrnic na jedno zařízení, například teplotní sensor a proto se stává, že je třeba připojit několik zařízení s různými sběrnicemi. Kontrolní zařízení ale nemusí podporovat požadovanou sběrnici či sběrnice zároveň nebo se tato zařízení nachází ve vzdálenosti od kontroleru, kdy již není výhodné k nim vést několik sběrnic. V této práci se zabývám návrhem multiplexoru/expandéru datových sběrnic, který umožní současné ovládání několika odlišných či odlišně nastavených sběrnic pomocí jedné sběrnice. Výsledný návrh bude demonstrován na programovatelném hradlovém poli.

Data buses (hereafter referred to simply as buses) are an integral part of any digital system. They enable communication between individual parts of the system and serve a function similar to axons in living organisms, which connect individual neurons. There are many types of buses, each designed for a different purpose and differing in their characteristics and communication protocols. However, this diversity leads to compatibility issues. It is not feasible to implement all types of buses on a single device, such as a temperature sensor, which often results in the need to connect multiple devices using different types of buses. The control unit may not support the required bus (or multiple buses simultaneously), or the devices may be located at a distance from the controller where it is no longer practical to run several separate bus lines. This thesis focuses on the design of a bus multiplexer/expander, which enables simultaneous control of several distinct or differently configured buses via a single communication line. The resulting design is demonstrated on a field-programmable gate array.