【摘要】：本文設(shè)計和實現(xiàn)基于FPGA的PXI總線的3U板卡,適配PXI機箱,構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議測試與診斷系統(tǒng)的硬件部分。板卡采用目前先進(jìn)的FPGA技術(shù),完成板卡與多種接口如RS232、V.35、V.21、X.21、V.24的通信。充分利用PXI總線的開放性好、數(shù)據(jù)傳輸速率高的特點,研究了面向PXI總線的板卡開發(fā)技術(shù),實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議測試與診斷的多種接口板卡,設(shè)計了配置程序和應(yīng)用程序。 介紹了PXI總線的發(fā)展歷史,分析了PXI總線的面向測試的優(yōu)點,比較采用專用接口芯片和采用FPGA為核心開發(fā)板卡兩種方案,確定了系統(tǒng)的總體方案,定型FPGA為Altera公司的EP2C35。介紹了器件支持的I/O端口標(biāo)準(zhǔn),列舉了器件支持的端口協(xié)議。根據(jù)板卡的硬件需要,分配器件的管腳,設(shè)計板卡的各種外圍接口電路,擴(kuò)展系統(tǒng)的SDRAM,完成硬件電路原理圖設(shè)計,給出了六層電路板的參數(shù),提供了印制板制作的依據(jù)。 根據(jù)硬件電路的原理,在SOPC Builder中構(gòu)建系統(tǒng),配置各種控制器的IP核,闡述了系統(tǒng)自動生成文件的內(nèi)容,說明了配置程序的下載方式及下載的位置。以四路RS232接口為例,使用Verilog HDL語言編寫外圍接口RS232模塊,在SOPC Builder中封裝自定義的外圍接口RS232模塊,加入到配置程序中。使用在SOPC Builder中生成的HAL,在Nios II 8.0下使用C語言編寫應(yīng)用程序。 測試了制作好的印制板,板卡的測試采用分階段的逐步細(xì)化的測試方法:分為硬件測試部分和軟件測試部分兩部分,測試數(shù)據(jù)表明:板卡的各個電路功能正確,能夠正常工作,為軟件設(shè)計提供了硬件基礎(chǔ)。
【圖文】：

I System Alliance）將 PXI 總線定義為開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，繼而推向市場， 7 月發(fā)布 PXI 規(guī)范 2.0，于 2003 年 2 月發(fā)布 PXI 規(guī)范 2.1。XI 是一種高性能的開放性、模塊化儀器總線，它由 Compact PCI 規(guī)范定線技術(shù)發(fā)展而來，增加觸發(fā)總線、參考時鐘、星型觸發(fā)和局部總線，滿用戶的要求[8]。PXI 總線充分發(fā)揮了臺式 PC 的性能價格比優(yōu)勢，增強儀器儀表領(lǐng)域的擴(kuò)展功能，保證了系統(tǒng)的易于集成和使用，在數(shù)據(jù)采集化系統(tǒng)、計算機測量系統(tǒng)和圖像處理等方面有著廣泛應(yīng)用。PXI 新增的儀器功能XI 總線保持了 PCI 總線所有的優(yōu)點，同時增加了專用的系統(tǒng)參考時鐘星形觸發(fā)總線和本地觸發(fā)總線，使得 PXI 總線系統(tǒng)滿足了精確定時、訊的需要[9]，如圖 1-1 所示。

2 板卡的結(jié)構(gòu)設(shè)計討論以 FPGA 為核心的 3U 板卡的使用平臺，分析符合I 總線的機箱和系統(tǒng)控制器，對板卡的兩種開發(fā)方案進(jìn)行框圖和軟件模塊圖。使用基礎(chǔ)FPGA 為核心的 3U 板卡，，目的是構(gòu)建基于 PXI 總線的板統(tǒng)的基礎(chǔ)硬件。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議測試與診斷系統(tǒng)的基礎(chǔ)硬件主、PXI 系統(tǒng)控制器和 PXI 模塊接口卡，如圖 2-1 所示。P方案選擇相對固定，需要按照指標(biāo)參數(shù)找到符合設(shè)計要
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TP336

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本文編號：2656721