USB數(shù)字I/O模塊實(shí)現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)發(fā)送和采集,以及深度存儲(chǔ)控制和觸發(fā)功能。它不僅能夠向被測(cè)設(shè)備快速發(fā)送不同模式的激勵(lì)信號(hào),還可用不同的方式快速采集被測(cè)設(shè)備返回的數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)研制的USB數(shù)字I/O模塊,實(shí)現(xiàn)了64通道獨(dú)立雙向輸入輸出,并帶有存儲(chǔ)功能,每個(gè)通道的最大存儲(chǔ)深度為512kbits,數(shù)據(jù)傳輸速率最快可達(dá)50MHz。數(shù)據(jù)發(fā)送模式多樣,可為單次、循環(huán)、離散電平發(fā)送數(shù)據(jù)。在觸發(fā)方面實(shí)現(xiàn)了上升沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā)、隨機(jī)觸發(fā)。文章重點(diǎn)從硬件電路的搭建、數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)兩個(gè)方面,對(duì)USB數(shù)字I/O模塊的硬件設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的介紹。完成的主要工作有以下幾個(gè)方面：1.硬件電路設(shè)計(jì)。重點(diǎn)論述了USB接口電路、控制器電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、雙向電平轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)。并對(duì)印制板繪制過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行了分析總結(jié)。在USB總線接口電路中,采用技術(shù)成熟的USB接口專用芯片,增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆�(wěn)定性、可靠性,降低了成本。2.數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)。USB數(shù)字I/O模塊的關(guān)鍵在于對(duì)外部多片存儲(chǔ)器的快速讀、寫(xiě)操作。在可編程邏輯器件內(nèi)部,利用硬件描述語(yǔ)言構(gòu)建嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)字邏輯電路,實(shí)現(xiàn)了對(duì)多片外部靜態(tài)存儲(chǔ)器各種模式的讀、寫(xiě)操作。重點(diǎn)對(duì)... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題來(lái)源及研究意義
    1.2 課題任務(wù)
    1.3 本文結(jié)構(gòu)安排
第二章 數(shù)字I/O模塊總體方案設(shè)計(jì)
    2.1 USB數(shù)字I/O模塊的指標(biāo)要求
    2.2 數(shù)字I/O模塊工作模式簡(jiǎn)介
    2.3 數(shù)字I/O模塊硬件組成框圖
    2.4 課題設(shè)計(jì)方法
第三章 USB數(shù)字I/O模塊硬件電路設(shè)計(jì)
    3.1 USB總線接口設(shè)計(jì)
        3.1.1 USB總線介紹
        3.1.2 接口芯片CY7C68013簡(jiǎn)介
        3.1.3 USB總線接口電路設(shè)計(jì)
        3.1.4 ESD保護(hù)電路設(shè)計(jì)
2C串行總線電路設(shè)計(jì)">        3.1.5 I²C串行總線電路設(shè)計(jì)
    3.2 FPGA配置電路設(shè)計(jì)
        3.2.1 AS配置
        3.2.2 JTAG配置
    3.3 數(shù)字I/O存儲(chǔ)器電路設(shè)計(jì)
        3.3.1 IS61WV5128芯片簡(jiǎn)介
        3.3.2 SRAM電路設(shè)計(jì)
    3.4 數(shù)字I/O雙向電平驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
        3.4.1 74ALVC164245芯片簡(jiǎn)介
        3.4.2 雙向電平驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
    3.5 電源電路設(shè)計(jì)
    3.6 電路板的抗干擾設(shè)計(jì)
        3.6.1 信號(hào)完整性問(wèn)題
        3.6.2 印制電路板的繪制
第四章 USB數(shù)字I/O模塊邏輯設(shè)計(jì)
    4.1 QUARTUS Ⅱ和VERILOG HDL
    4.2 數(shù)字I/O模塊邏輯電路總體設(shè)計(jì)
        4.2.1 FPGA內(nèi)部邏輯框圖
        4.2.2 控制寄存器設(shè)計(jì)
    4.3 USB接口邏輯設(shè)計(jì)
    4.4 地址譯碼邏輯設(shè)計(jì)
    4.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與讀取邏輯設(shè)計(jì)
        4.5.1 雙向I/O邏輯設(shè)計(jì)
        4.5.2 USB總線讀寫(xiě)SRAM流程圖
        4.5.3 USB總線讀寫(xiě)SRAM邏輯設(shè)計(jì)
    4.6 SRAM讀寫(xiě)時(shí)序設(shè)計(jì)
        4.6.1 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)
            4.6.1.1 倍頻電路設(shè)計(jì)
            4.6.1.2 分頻電路設(shè)計(jì)
        4.6.2 SRAM控制信號(hào)產(chǎn)生設(shè)計(jì)
            4.6.2.1 SRAM時(shí)序分析
            4.6.2.2 地址計(jì)數(shù)時(shí)鐘和讀寫(xiě)控制信號(hào)設(shè)計(jì)
    4.7 數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)采集邏輯設(shè)計(jì)
        4.7.1 數(shù)據(jù)發(fā)送功能邏輯設(shè)計(jì)
            4.7.1.1 數(shù)據(jù)發(fā)送邏輯框圖
            4.7.1.2 發(fā)送方式選取流程圖
        4.7.2 數(shù)據(jù)采集邏輯電路設(shè)計(jì)
            4.7.2.1 數(shù)據(jù)采集流程圖
            4.7.2.2 觸發(fā)通道選擇
            4.7.2.3 觸發(fā)方式選擇流程圖
        4.7.3 SRAM地址計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)
            4.7.3.1 計(jì)數(shù)器使能信號(hào)設(shè)計(jì)
            4.7.3.2 計(jì)數(shù)器清零信號(hào)設(shè)計(jì)
            4.7.3.3 存儲(chǔ)深度設(shè)計(jì)
            4.7.3.4 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)方式設(shè)計(jì)
第五章 USB數(shù)字I/O模塊調(diào)試與驗(yàn)證
    5.1 I/O模塊硬件調(diào)試
        5.1.1 冷板調(diào)試
        5.1.2 上電調(diào)試
    5.2 數(shù)字I/O模塊功能調(diào)試
    5.3 調(diào)試中遇到的問(wèn)題及解決方法
第六章 結(jié)論
第七章 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
攻碩期間取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于FPGA的簡(jiǎn)易邏輯分析儀的設(shè)計(jì)[J]. 王建國(guó),汪新新.  微計(jì)算機(jī)信息. 2008(28)
[2]FPGA中的I/O時(shí)序優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 陳云,徐晨.  信息技術(shù). 2006(10)
[3]USB2.0控制器EZ-USB-FX2的性能特點(diǎn)及其數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)[J]. 蔣金濤,楊鳴.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2005(11)
[4]用FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯分析儀設(shè)計(jì)[J]. 王景存,李炳生,郝國(guó)法,胥洋央,詹贊.  武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2001(03)
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碩士論文
[1]基于VXI總線的高速數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)[D]. 吳樟植.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[2]基于USB2.0的高速多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 朱建國(guó).合肥工業(yè)大學(xué) 2006
[3]高速邏輯分析儀硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 戴志堅(jiān).電子科技大學(xué) 2002



本文編號(hào)：3112676