【摘要】： USB接口具有高速穩(wěn)定、支持熱插拔、功耗小的優(yōu)點(diǎn)。其實(shí)用性使得USB接口得到了廣泛應(yīng)用。但是USB協(xié)議的復(fù)雜性使得USB接口的設(shè)計(jì)具有相當(dāng)?shù)碾y度。本文給出的基于EZ-USB FX2LP的高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄回放單元的軟硬件設(shè)計(jì),符合USB2.0工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 本設(shè)計(jì)中USB接口部分屬于USB設(shè)備類(lèi)的開(kāi)發(fā)。文章首先對(duì)USB2.0協(xié)議中,設(shè)備類(lèi)開(kāi)發(fā)所關(guān)心的部分做了詳細(xì)闡述。然后從硬件到軟件,詳細(xì)地介紹了設(shè)計(jì)過(guò)程。其中硬件設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 硬件設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括主要元器件的介紹、USB控制器芯片與FPGA外圍電路原理圖的設(shè)計(jì)、高速印刷電路板的設(shè)計(jì)原理與制作、硬件電路的調(diào)試、固件設(shè)計(jì)、SDR SDRAM控制器與異步FIFO控制器的設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)包括計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。最后給出了系統(tǒng)的整體調(diào)試的一個(gè)結(jié)果。 實(shí)踐證明,此設(shè)計(jì)穩(wěn)定可靠,具有良好的移植性,在高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

件設(shè)計(jì)、固件程序設(shè)計(jì)、SDR SDRAM 控制器與 FIFO 設(shè)計(jì)三部分，分別在第四、五、六章介紹。應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)主要工作是軟件配合硬件邏輯實(shí)現(xiàn)最基本的功能。本章從系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇的角度出發(fā)對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述，是對(duì)整篇文章設(shè)計(jì)的概括。2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述2.1.1 系統(tǒng)應(yīng)用框圖在實(shí)際應(yīng)用中看到的連接框圖是如圖 2－1 所示，， 作為記錄時(shí)，高速基帶信號(hào)數(shù)據(jù)與時(shí)鐘經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)記錄回放單元轉(zhuǎn)換為 USB 數(shù)據(jù)流送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件把 USB 數(shù)據(jù)流實(shí)時(shí)記錄到硬盤(pán)。作為回放時(shí)，計(jì)算機(jī)把文件轉(zhuǎn)換為 USB 數(shù)據(jù)流送入數(shù)據(jù)記錄回放單元，配合外部提供的回放時(shí)鐘，把存放在 FIFO 中的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)讀出。

圖 2- 2 系統(tǒng)原理框圖2.1.4 關(guān)于 USB 的弱點(diǎn)雖然 USB 相對(duì) Slave 型的設(shè)備（如移動(dòng)硬盤(pán)等）的接口相當(dāng)優(yōu)越，但是對(duì)于實(shí)時(shí)的、不分主從的系統(tǒng)，USB 不能發(fā)中斷給 PC 是 USB 協(xié)議的一個(gè)致命弱點(diǎn)。USB 設(shè)備不能主動(dòng)向 PC 發(fā)命令，只能被動(dòng)接收 PC 命令，所以只能通過(guò) PC端輪詢(xún)才能取到設(shè)備端的最新數(shù)據(jù)，不僅影響效率，而且最關(guān)鍵的是在設(shè)備出現(xiàn)掛起時(shí)，數(shù)據(jù)不能主動(dòng)發(fā)給 PC，導(dǎo)致這一工具的效果大打拆扣，以至于 USB 這么普及的情況下，有些設(shè)備調(diào)試還用用串口，就是因?yàn)榇嬖谶@個(gè)缺陷。在這樣的情況下，PCI 總線(xiàn)相比較 USB 要優(yōu)越，因?yàn)樗梢蕴峁┲袛唷?.2 主要研究?jī)?nèi)容和獨(dú)立完成的工作
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類(lèi)號(hào)】：TP368.1

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本文編號(hào)：2598413