【摘要】：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的嵌入式電子產(chǎn)品走進了人們的生活，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)越來越受到廣大電子工程師的青睞。可編程片上系統(tǒng)（System On a ProgrammableChip，簡稱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)：首先它是一個片上系統(tǒng)（System On Chip，簡稱SOC），即由單個芯片完成整個系統(tǒng)的主要邏輯功能；其次，，它又是一個可編程系統(tǒng)，即系統(tǒng)中的硬件和軟件均可通過編程來實現(xiàn)。SOPC的硬件可以由用硬件描述語言（Hardware Description Language，簡稱HDL）實現(xiàn)的IP核構(gòu)成。因此設(shè)計人員可以根據(jù)具體的設(shè)計需要來修改Xilinx公司提供的IP核，或者設(shè)計自定義的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)計需求的系統(tǒng)。 本文通過對SOPC技術(shù)和USB傳輸技術(shù)的深入研究，詳細介紹了系統(tǒng)總體方案設(shè)計、FPGA內(nèi)數(shù)據(jù)接口設(shè)計、USB模塊的設(shè)計、上位機軟件及驅(qū)動設(shè)計等過程。設(shè)計最終完成了預(yù)期的任務(wù)，在Xilinx FPGA的上基于SOPC技術(shù)實現(xiàn)了嵌入式數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。整個設(shè)計過程主要包含以下內(nèi)容： 1、在認真分析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邏輯開發(fā)套件以及EDK嵌入式開發(fā)套件。使用這些套件在FPGA上進行嵌入式系統(tǒng)設(shè)計。充分利用EDK嵌入式開發(fā)套件提供的豐富的IP資源，構(gòu)建了一個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，并且使用Modelsim軟件進行了功能仿真和時序仿真，并把兩個模塊的設(shè)計下載到FPGA開發(fā)板上驗證成功。 3、在認真分析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集成開發(fā)環(huán)境里，使用Cypress公司CY3684開發(fā)包，開發(fā)USB固件。利用Cypress USB Console軟件在USB硬件上下載固件并進行調(diào)試。 4、在Linux操作系統(tǒng)下利用通用USB驅(qū)動Libusb開發(fā)了PC機的上位機軟件，實現(xiàn)了在PC機上控制和接收FPGA傳過來的數(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)的主要性能指標本系統(tǒng)主要用于數(shù)據(jù)的采集傳輸，其主要性能指標如下：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，

原理場可編程門陣列的簡稱。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[16作原理是基于查找表（Look-Up-Table，簡稱 LUT）的，LUT多數(shù) FPGA 中都使用 4 個輸入的 LUT，因此每一個 LUT 都可為 16×1 的 RAM。當(dāng)用戶使用硬件描述語言設(shè)計了一個邏輯動計算邏輯電路的所有可能出現(xiàn)的結(jié)果，并事先把這些計算此，當(dāng)有信號輸入需要邏輯運算時，就不需要再用門去搭建電地址到 RAM 中查表，并找出對應(yīng)地址所存儲的內(nèi)容，最后GA 一般采用采用了邏輯單元陣列（Logic Cell Array，簡稱 L置邏輯模塊（Configurable Logic Block，簡稱 CLB）、輸入簡稱 IOB）以及內(nèi)部連線（Interconnect）三個部分。圖 2.2 是
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP368.1;TN47

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