【摘要】：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的嵌入式電子產(chǎn)品走進(jìn)了人們的生活，嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)越來(lái)越受到廣大電子工程師的青睞�？删幊唐舷到y(tǒng)（System On a ProgrammableChip，簡(jiǎn)稱SOPC）是嵌入式技術(shù)發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物。SOPC是一種特殊的嵌入式系統(tǒng)：首先它是一個(gè)片上系統(tǒng)（System On Chip，簡(jiǎn)稱SOC），即由單個(gè)芯片完成整個(gè)系統(tǒng)的主要邏輯功能；其次，，它又是一個(gè)可編程系統(tǒng)，即系統(tǒng)中的硬件和軟件均可通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。SOPC的硬件可以由用硬件描述語(yǔ)言（Hardware Description Language，簡(jiǎn)稱HDL）實(shí)現(xiàn)的IP核構(gòu)成。因此設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需要來(lái)修改Xilinx公司提供的IP核，或者設(shè)計(jì)自定義的IP核。這樣就可以裁剪掉系統(tǒng)不需要的功能，添加系統(tǒng)需要的功能，定制出適合設(shè)計(jì)需求的系統(tǒng)。 本文通過(guò)對(duì)SOPC技術(shù)和USB傳輸技術(shù)的深入研究，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、FPGA內(nèi)數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)、USB模塊的設(shè)計(jì)、上位機(jī)軟件及驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)等過(guò)程。設(shè)計(jì)最終完成了預(yù)期的任務(wù)，在Xilinx FPGA的上基于SOPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)了嵌入式數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程主要包含以下內(nèi)容： 1、在認(rèn)真分析Xilinx公司的FPGA芯片和MicroBlaze軟核處理器的基礎(chǔ)上，深入學(xué)習(xí)了Xilinx公司的ISE邏輯開(kāi)發(fā)套件以及EDK嵌入式開(kāi)發(fā)套件。使用這些套件在FPGA上進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)。充分利用EDK嵌入式開(kāi)發(fā)套件提供的豐富的IP資源，構(gòu)建了一個(gè)比較完整的嵌入式系統(tǒng)。 2、根據(jù)UART傳輸協(xié)議和USB芯片的傳輸要求，在FPGA上完成了UART模塊和USB模塊的邏輯設(shè)計(jì)，并且使用Modelsim軟件進(jìn)行了功能仿真和時(shí)序仿真，并把兩個(gè)模塊的設(shè)計(jì)下載到FPGA開(kāi)發(fā)板上驗(yàn)證成功。 3、在認(rèn)真分析USB2.0協(xié)議的基礎(chǔ)上，深入學(xué)習(xí)Cypress公司的EZ-USB FX2LP系列芯片的Slove FIFO工作模式。在Keil集成開(kāi)發(fā)環(huán)境里，使用Cypress公司CY3684開(kāi)發(fā)包，開(kāi)發(fā)USB固件。利用Cypress USB Console軟件在USB硬件上下載固件并進(jìn)行調(diào)試。 4、在Linux操作系統(tǒng)下利用通用USB驅(qū)動(dòng)Libusb開(kāi)發(fā)了PC機(jī)的上位機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)了在PC機(jī)上控制和接收FPGA傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。
【圖文】：

系統(tǒng)的總體構(gòu)架如圖 2.1 所示。圖 2.1 系統(tǒng)構(gòu)架圖2.1.2 系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)本系統(tǒng)主要用于數(shù)據(jù)的采集傳輸，其主要性能指標(biāo)如下：1、在 FPGA 中采用 MicroBlaze 軟核處理器完成數(shù)據(jù)收發(fā)控制。2、UART 模塊的數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)為 921600bps，采用每幀數(shù)據(jù) 8bit 有效數(shù)據(jù)，偶校驗(yàn)，

原理場(chǎng)可編程門陣列的簡(jiǎn)稱。它是由 PAL、GAL、EPLD 等一些。它作為一種半定制電路在專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中出足，又能夠克服以前的可編程器件的門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)[16作原理是基于查找表（Look-Up-Table，簡(jiǎn)稱 LUT）的，LUT多數(shù) FPGA 中都使用 4 個(gè)輸入的 LUT，因此每一個(gè) LUT 都可為 16×1 的 RAM。當(dāng)用戶使用硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)了一個(gè)邏輯動(dòng)計(jì)算邏輯電路的所有可能出現(xiàn)的結(jié)果，并事先把這些計(jì)算此，當(dāng)有信號(hào)輸入需要邏輯運(yùn)算時(shí)，就不需要再用門去搭建電地址到 RAM 中查表，并找出對(duì)應(yīng)地址所存儲(chǔ)的內(nèi)容，最后GA 一般采用采用了邏輯單元陣列（Logic Cell Array，簡(jiǎn)稱 L置邏輯模塊（Configurable Logic Block，簡(jiǎn)稱 CLB）、輸入簡(jiǎn)稱 IOB）以及內(nèi)部連線（Interconnect）三個(gè)部分。圖 2.2 是
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP368.1;TN47

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本文編號(hào)：2554856