本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的虹膜識別儀的通訊接口系統(tǒng)設(shè)計

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【摘要】：隨著計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)的平臺逐漸的涉及到我們生活的方方面面,生物識別技術(shù)在人們的生活中得到了廣泛的應(yīng)用,生物識別中,虹膜因為它的唯一性和穩(wěn)定性,在生物識別領(lǐng)域占有越來越大的比重。目前,國內(nèi)外絕大多數(shù)的虹膜識別設(shè)備都是采用在計算機(jī)上依賴主芯片的處理能力,利用計算機(jī)的操作系統(tǒng)平臺,通過軟件的方式實現(xiàn)的,這種實現(xiàn)方式對計算機(jī)的微處理器的性能要求和操作系統(tǒng)的優(yōu)化的要求很高,并且由于計算機(jī)的硬件體積跟處理能力是成正比的,這就制約了虹膜識別設(shè)備的小型化、多元化的發(fā)展趨勢。因而,采用硬件方式實現(xiàn)的虹膜識別技術(shù)則成了整個虹膜識別行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。在利用硬件方式實現(xiàn)的虹膜識別設(shè)備上,數(shù)據(jù)的傳輸方式、傳輸?shù)乃俣群湍軌騻鬏數(shù)淖畲髷?shù)據(jù)量等通信指標(biāo)決定了虹膜識別設(shè)備的好壞。所以,基于FPGA的應(yīng)用于虹膜識別設(shè)備上的多模式通信接口的設(shè)計就顯得尤為重要。本文針對虹膜識別儀的需要,一共提出了三種通信接口的設(shè)計:TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)接口、USB2.0協(xié)議的USB接口和射頻接口。并分別針對這三種接口的通信方式和支持的協(xié)議進(jìn)行了研究,對核心芯片進(jìn)行了選擇,在現(xiàn)有的資源下,在開發(fā)板上進(jìn)行了電路的設(shè)計和功能的實現(xiàn)。并最終把三種通信接口集成在了一塊FPGA板上。實現(xiàn)了多模式通信接口的設(shè)計。最后經(jīng)過對接口的數(shù)據(jù)傳輸功能測試證明了這三種通信模式的設(shè)計均能達(dá)到設(shè)計要求,能正確的完成數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。
【關(guān)鍵詞】：FPGA TCP/IP USB 射頻識別 多模式數(shù)據(jù)通信
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP334.7;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 論文研究背景與意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 主流的技術(shù)類型12-13
• 1.2.2 存在的問題13
• 1.3 課題來源13-14
• 1.4 研究目的和意義14
• 1.5 研究內(nèi)容14-15
• 1.6 本論文的結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第2章 基于FPGA的多模式通訊接口系統(tǒng)分析17-25
• 2.1 基于FPGA的虹膜識別儀的結(jié)構(gòu)分析17
• 2.2 多模式通訊接口功能需求分析17-18
• 2.3 系統(tǒng)開發(fā)工具的分析18-22
• 2.3.1 可編程邏輯器件FPGA18-20
• 2.3.2 設(shè)計及仿真工具20-21
• 2.3.3 硬件描述語言Verilog21-22
• 2.4 FPGA設(shè)計開發(fā)過程分析22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-25
• 第3章 基于FPGA的多模式通訊接口系統(tǒng)設(shè)計25-43
• 3.1 面向以太網(wǎng)的接口子系統(tǒng)設(shè)計25-29
• 3.1.1 以太網(wǎng)接口子系統(tǒng)協(xié)議分析25-26
• 3.1.2 芯片的選擇26
• 3.1.3 W5300芯片簡介26-27
• 3.1.4 W5300芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)27-29
• 3.2 面向串行總線的接口子系統(tǒng)設(shè)計29-34
• 3.2.1 USB系統(tǒng)的分析29-31
• 3.2.2 芯片的選擇31-32
• 3.2.3 CY7C68013A芯片簡介32-33
• 3.2.4 CY7C68013A芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)33-34
• 3.3 面向射頻通信接口的子系統(tǒng)設(shè)計34-41
• 3.3.1 射頻通信分析34-39
• 3.3.2 芯片的選擇39
• 3.3.3 FM1702SL芯片簡介39
• 3.3.4 FM1702SL芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 第4章 基于FPGA的多模式通訊接口系統(tǒng)實施43-63
• 4.1 面向以太網(wǎng)的接口子系統(tǒng)實施43-48
• 4.1.1 接口子系統(tǒng)硬件實施43-44
• 4.1.2 系統(tǒng)的Verilog實施44-48
• 4.1.3 以太網(wǎng)接口子系統(tǒng)實施效果48
• 4.2 面向串行總線的接口子系統(tǒng)實施48-55
• 4.2.1 接口子系統(tǒng)硬件實施48-51
• 4.2.2 系統(tǒng)的Verilog實施51-55
• 4.2.3 串行總線的接口子系統(tǒng)實施效果55
• 4.3 面向射頻通信接口的子系統(tǒng)實施55-62
• 4.3.1 接口子系統(tǒng)硬件實施55-58
• 4.3.2 系統(tǒng)的Verilog實施58-62
• 4.3.3 射頻通信接口子系統(tǒng)實施效果62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第5章 系統(tǒng)測試63-73
• 5.1 FPGA仿真測試63-68
• 5.1.1 對以太網(wǎng)子接口的仿真測試63-65
• 5.1.2 USB子接口仿真測試65-66
• 5.1.3 射頻通信子接口仿真測試66-68
• 5.2 硬件電路測試68-70
• 5.2.1 目測電路系統(tǒng)68
• 5.2.2 時鐘信號測試68-69
• 5.2.3 通信接口測試69-70
• 5.3 系統(tǒng)整體傳輸測試70-71
• 5.4 測試結(jié)果分析71
• 5.5 本章小結(jié)71-73
• 結(jié)論73-75
• 結(jié)論73-74
• 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 致謝81

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本文編號：661987