通用串行總線（USB）是一種新興的計算機外圍通信接口標準,隨著計算機技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展,以及USB 2.0、USB OTG的推出,USB技術(shù)的應用日益廣泛。USB具有靈活、方便、應用范圍廣、通信穩(wěn)定、成本低廉等優(yōu)點,已成為當前計算機必備的接口。但是其單段電纜幾米、多級串聯(lián)幾十米的傳輸距離,始終是限制其應用范圍進一步拓展的巨大障礙。因此,遠程USB傳輸系統(tǒng)的開發(fā)具有重要意義。本文提出了一種利用光纖實現(xiàn)USB信號遠距離透明傳輸?shù)姆桨�。它支持USB全速傳輸,在本地的主機一側(cè)和遠端的設(shè)備一側(cè)分別添加一個光收發(fā)端機,中間通過一對單模光纖進行連接。本文對系統(tǒng)的硬件電路和FPGA內(nèi)核編程作了詳細介紹,給出了各部分的電路原理圖、Verilog核心代碼和調(diào)試結(jié)果,對系統(tǒng)調(diào)試和運行中出現(xiàn)的問題進行了分析,給出了解決問題和排除故障的方案。文末還對高速遠程USB傳輸系統(tǒng)的設(shè)計提出了建議,并提出了后續(xù)工作的目標。 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 問題的提出
    1.2 設(shè)計目標與作者的主要工作
    1.3 論文內(nèi)容結(jié)構(gòu)
2 USB 結(jié)構(gòu)體系和電氣規(guī)范
    2.1 主機和設(shè)備
        2.1.1 USB 主機
        2.1.2 USB 設(shè)備
    2.2 總線拓撲
    2.3 USB 電纜
    2.4 插鎖型連接器協(xié)議
    2.5 傳輸速率
    2.6 信號特性
        2.6.1 信號線狀態(tài)
        2.6.2 數(shù)據(jù)信號編碼
        2.6.3 位填充
        2.6.4 信號傳輸順序
    2.7 傳輸類型
        2.7.1 批量傳輸
        2.7.2 控制傳輸
        2.7.3 中斷傳輸
        2.7.4 同步傳輸
        2.7.5 關(guān)于USB 數(shù)據(jù)傳輸類型的說明
3 USB 協(xié)議分析
    3.1 USB 傳輸?shù)幕締卧?br>        3.1.1 包的組成——字段
        3.1.2 包的類型
    3.2 事務處理
        3.2.1 IN 處理
        3.2.2 OUT 處理
        3.2.3 SETUP 處理
        3.2.4 事務處理補充說明
4 遠程USB 光纖傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計
    4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        4.1.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
        4.1.2 光收發(fā)端機結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.2 USB 物理接口電路設(shè)計
        4.2.1 芯片選型及介紹
        4.2.2 周邊電路設(shè)計
    4.3 光收發(fā)模塊電路設(shè)計
        4.3.1 光模塊選型及介紹
        4.3.2 驅(qū)動電路設(shè)計
    4.4 FPGA 控制模塊及配置電路設(shè)計
        4.4.1 芯片選型及介紹
        4.4.2 配置電路設(shè)計
    4.5 供電模塊及輔助電路設(shè)計
    4.6 小結(jié)
5 控制模塊FPGA 內(nèi)核設(shè)計
    5.1 USB 包處理分析
        5.1.1 SETUP 進程
        5.1.2 IN 進程
        5.1.3 OUT 進程
    5.2 FPGA 內(nèi)核設(shè)計
        5.2.1 內(nèi)核結(jié)構(gòu)
        5.2.2 協(xié)議邏輯模塊的實現(xiàn)
        5.2.3 USB 物理協(xié)議相關(guān)代碼的編寫
6 系統(tǒng)調(diào)試
    6.1 調(diào)試結(jié)果
    6.2 調(diào)試、運行中的問題及解決方法
7 遠程USB 高速傳輸系統(tǒng)初探
8 結(jié)論和展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 后續(xù)工作目標
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]遠程USB光纖傳輸系統(tǒng)遠端設(shè)備工作性能分析[J]. 孟翔鷺,李新碗,盧加林,吳龜靈,陳建平.  光通信技術(shù). 2005(12)

碩士論文
[1]一種USB延長器的研究與設(shè)計[D]. 張志遠.西南交通大學 2004



本文編號：2979454