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

【摘要】：GPIB，是一種廣泛應用于電子測量儀器的通用接口總線，它具有并行總線傳輸速度快驅動能力強通信距離遠抗干擾性能好及通用性等特點，利用它可以將電子測量儀器和計算機組建成一套積木式模塊化的自動測試系統(tǒng)要組建基于GPIB總線的自動測試系統(tǒng)，核心是GPIB控制機實現(xiàn)GPIB控制機最簡單的方法是在計算機上連接一個GPIB控制器，而GPIB控制器上必須要有能與計算機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式測量價格昂貴受計算機插槽數(shù)量等多種問題本課題針對基于傳統(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技術融入到GPIB控制板卡的設計中，使得新的USB3.0-GPIB控制器速度更快通用性更好功耗更低 本課題的主要內容由三部分組成：第一部分為USB3.0-GPIB控制器硬件電路設計與實現(xiàn)其中包括USB3.0接口和GPIB接口電路的設計及實現(xiàn)接口控制的FPGA平臺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，價格昂貴購買不便等的影響，本課題采用Verilog HDL語言來實現(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)級片子第二部分主要實現(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的固件設計FPGA控制USB3.0芯片讀寫操作設計以及FPGA控制2片DDR2進行乒乓倒數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O計第三部分主要實現(xiàn)GPIB接口控制芯片的IP核的設計GPIB IP核的設計包括各個接口功能模塊的設計讀寫控制模塊的設計配置寄存器模塊的設計及終端模塊的設計等 實現(xiàn)以上內容后，將三部分內容整合到USB3.0-GPIB控制器板卡上進行調試，調試工作主要包括USB3.0的枚舉測試USB3.0數(shù)據(jù)流的測試分析及GPIB IP核各功能模塊的編譯與仿真經測試設計的USB3.0-GPIB控制器成功實現(xiàn)了基于FPGA的USB3.0與電腦四個線程的穩(wěn)定正確的數(shù)據(jù)通信，GPIB IP核各功能模塊功能驗證正確
【關鍵詞】：USB3.0 FPGA GPIB 固件 IP核
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：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 國內外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢8-9
• 1.3 課題的研究內容9
• 1.4 本文的組織結構9-11
• 2 USB3.0 -GPIB 控制器系統(tǒng)方案設計11-17
• 2.1 系統(tǒng)的總體設計方案11-12
• 2.2 芯片的選型及其內部結構12-16
• 2.2.1 FPGA 芯片的選擇及內部結構12-14
• 2.2.2 USB3.0 控制芯片的選擇及其內部結構14-15
• 2.2.3 GPIB 控制器芯片的選擇及其內部結構15-16
• 2.3 本章小結16-17
• 3 USB3.0 -GPIB 控制器板卡的硬件設計17-25
• 3.1 電源模塊的設計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 啟動方式設計19-21
• 3.3 配置電路的設計21-23
• 3.3.1 FX3 的時鐘選擇管腳的配置21
• 3.3.2 FPGA 下載方式的配置21-23
• 3.4 USB3.0的 PCB 設計規(guī)則23-24
• 3.5 本章小結24-25
• 4 FPGA 控制邏輯的設計25-33
• 4.1 FPGA 的開發(fā)流程25-26
• 4.2 FPGA 控制邏輯的設計26-32
• 4.2.1 SLAVE FIFO 接口讀寫控制程序設計27-29
• 4.2.2 DDR2 SDRAM 控制模塊29-32
• 4.2.3 USB3.0 與 GPIB 接口轉換邏輯32
• 4.3 本章小結32-33
• 5 基于 FPGA 的 GPIB IP 核設計33-54
• 5.1 GPIB 總線的簡介33-34
• 5.2 GPIB IP 核的總體設計34-35
• 5.3 GPIB 接口的數(shù)據(jù)傳輸35-37
• 5.4 GPIB 接口功能的設計與實現(xiàn)37-53
• 5.4.1 GPIB IP 核接口能功簡介37-38
• 5.4.2 GPIB 接口功能的設計38-52
• 5.4.3 地址模塊的設計52-53
• 5.4.4 命令譯碼模塊的設計53
• 5.5 本章小結53-54
• 6 USB3.0 固件程序的設計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 回調函數(shù)57-58
• 6.5 固件編程58-60
• 6.6 本章小結60-61
• 7 測試與驗證61-65
• 7.1 USB3.0 固件枚舉測試61-62
• 7.2 USB3.0 數(shù)據(jù)傳輸測試62-64
• 7.3 本章小結64-65
• 8 總結與展望65-66
• 8.1 工作總結65
• 8.2 工作展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-69
• 附錄A. 研究生期間參與的項目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】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 周芳;;基于FPGA的USB接口讀寫設計[J];安徽工業(yè)大學學報(自然科學版);2006年01期

2 張健;黃虎;;基于FPGA的USB 2.0控制器的設計[J];中國集成電路;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)接口卡的設計及研究[J];科學技術與工程;2007年16期

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

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本文編號：324629