本文關(guān)鍵詞：USB3.0-GPIB控制器設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：GPIB，是一種廣泛應(yīng)用于電子測(cè)量?jī)x器的通用接口總線，它具有并行總線傳輸速度快驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)通信距離遠(yuǎn)抗干擾性能好及通用性等特點(diǎn)，利用它可以將電子測(cè)量?jī)x器和計(jì)算機(jī)組建成一套積木式模塊化的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)要組建基于GPIB總線的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，核心是GPIB控制機(jī)實(shí)現(xiàn)GPIB控制機(jī)最簡(jiǎn)單的方法是在計(jì)算機(jī)上連接一個(gè)GPIB控制器，而GPIB控制器上必須要有能與計(jì)算機(jī)直接相連的接口傳統(tǒng)的GPIB控制器一般都是基于RS232ISA或PCI總線協(xié)議，在使用過程中存在著安裝麻煩不適合移動(dòng)式測(cè)量?jī)r(jià)格昂貴受計(jì)算機(jī)插槽數(shù)量等多種問題本課題針對(duì)基于傳統(tǒng)接口總線的GPIB控制器在使用中出現(xiàn)的多種問題，將新的USB3.0技術(shù)融入到GPIB控制板卡的設(shè)計(jì)中，使得新的USB3.0-GPIB控制器速度更快通用性更好功耗更低 本課題的主要內(nèi)容由三部分組成：第一部分為USB3.0-GPIB控制器硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)其中包括USB3.0接口和GPIB接口電路的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)接口控制的FPGA平臺(tái)USB3.0控制芯片選擇CYPRESS公司的CYUSB3014芯片，因GPIB接口芯片受到專業(yè)用途的限制，價(jià)格昂貴購買不便等的影響，本課題采用Verilog HDL語言來實(shí)現(xiàn)基于FPGA的GPIB控制芯片IP核，F(xiàn)PGA則選用ALTERA公司的EP3C16F484工業(yè)級(jí)片子第二部分主要實(shí)現(xiàn)基于USB3.0接口的FPGA與電腦之間的數(shù)據(jù)通信此部分包括USB3.0的固件設(shè)計(jì)FPGA控制USB3.0芯片讀寫操作設(shè)計(jì)以及FPGA控制2片DDR2進(jìn)行乒乓倒數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)第三部分主要實(shí)現(xiàn)GPIB接口控制芯片的IP核的設(shè)計(jì)GPIB IP核的設(shè)計(jì)包括各個(gè)接口功能模塊的設(shè)計(jì)讀寫控制模塊的設(shè)計(jì)配置寄存器模塊的設(shè)計(jì)及終端模塊的設(shè)計(jì)等 實(shí)現(xiàn)以上內(nèi)容后，將三部分內(nèi)容整合到USB3.0-GPIB控制器板卡上進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試工作主要包括USB3.0的枚舉測(cè)試USB3.0數(shù)據(jù)流的測(cè)試分析及GPIB IP核各功能模塊的編譯與仿真經(jīng)測(cè)試設(shè)計(jì)的USB3.0-GPIB控制器成功實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的USB3.0與電腦四個(gè)線程的穩(wěn)定正確的數(shù)據(jù)通信，GPIB IP核各功能模塊功能驗(yàn)證正確
【關(guān)鍵詞】：USB3.0 FPGA GPIB 固件 IP核
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP273;TP336
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 緒論7-11
• 1.1 課題的研究目的與意義7-8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)8-9
• 1.3 課題的研究?jī)?nèi)容9
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)9-11
• 2 USB3.0 -GPIB 控制器系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)11-17
• 2.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案11-12
• 2.2 芯片的選型及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)12-16
• 2.2.1 FPGA 芯片的選擇及內(nèi)部結(jié)構(gòu)12-14
• 2.2.2 USB3.0 控制芯片的選擇及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)14-15
• 2.2.3 GPIB 控制器芯片的選擇及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)15-16
• 2.3 本章小結(jié)16-17
• 3 USB3.0 -GPIB 控制器板卡的硬件設(shè)計(jì)17-25
• 3.1 電源模塊的設(shè)計(jì)17-19
• 3.1.1 USB3.0 總線供電方式17-18
• 3.1.2 電源管理芯片的選擇18-19
• 3.2 FX3 啟動(dòng)方式設(shè)計(jì)19-21
• 3.3 配置電路的設(shè)計(jì)21-23
• 3.3.1 FX3 的時(shí)鐘選擇管腳的配置21
• 3.3.2 FPGA 下載方式的配置21-23
• 3.4 USB3.0的 PCB 設(shè)計(jì)規(guī)則23-24
• 3.5 本章小結(jié)24-25
• 4 FPGA 控制邏輯的設(shè)計(jì)25-33
• 4.1 FPGA 的開發(fā)流程25-26
• 4.2 FPGA 控制邏輯的設(shè)計(jì)26-32
• 4.2.1 SLAVE FIFO 接口讀寫控制程序設(shè)計(jì)27-29
• 4.2.2 DDR2 SDRAM 控制模塊29-32
• 4.2.3 USB3.0 與 GPIB 接口轉(zhuǎn)換邏輯32
• 4.3 本章小結(jié)32-33
• 5 基于 FPGA 的 GPIB IP 核設(shè)計(jì)33-54
• 5.1 GPIB 總線的簡(jiǎn)介33-34
• 5.2 GPIB IP 核的總體設(shè)計(jì)34-35
• 5.3 GPIB 接口的數(shù)據(jù)傳輸35-37
• 5.4 GPIB 接口功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)37-53
• 5.4.1 GPIB IP 核接口能功簡(jiǎn)介37-38
• 5.4.2 GPIB 接口功能的設(shè)計(jì)38-52
• 5.4.3 地址模塊的設(shè)計(jì)52-53
• 5.4.4 命令譯碼模塊的設(shè)計(jì)53
• 5.5 本章小結(jié)53-54
• 6 USB3.0 固件程序的設(shè)計(jì)54-61
• 6.1 固件數(shù)據(jù)流54-55
• 6.2 GPIF II 接口55-56
• 6.3 DMA 通道56-57
• 6.4 回調(diào)函數(shù)57-58
• 6.5 固件編程58-60
• 6.6 本章小結(jié)60-61
• 7 測(cè)試與驗(yàn)證61-65
• 7.1 USB3.0 固件枚舉測(cè)試61-62
• 7.2 USB3.0 數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試62-64
• 7.3 本章小結(jié)64-65
• 8 總結(jié)與展望65-66
• 8.1 工作總結(jié)65
• 8.2 工作展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-69
• 附錄A. 研究生期間參與的項(xiàng)目69-70
• 附錄B. USB3.0-GPIB 控制器 PCB 圖70-71
• 附錄C. USB3.0-GPIB 控制器原理圖71-74

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 周芳;;基于FPGA的USB接口讀寫設(shè)計(jì)[J];安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年01期

2 張健;黃虎;;基于FPGA的USB 2.0控制器的設(shè)計(jì)[J];中國(guó)集成電路;2010年09期

3 李建蘋;劉書桂;郭延平;;基于USB2.0的高速數(shù)據(jù)接口卡的設(shè)計(jì)及研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2007年16期

4 索曉杰;翟正軍;姜紅梅;;USB3.0協(xié)議分析與框架設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2012年08期

5 岳奎;劉少君;任參;黃道平;;USB協(xié)議的下的PC機(jī)與FPGA的數(shù)據(jù)通信[J];微型電腦應(yīng)用;2009年12期

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本文編號(hào)：324629