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名称：用VHDL程序做一个USB的数据传输

作品名称

用VHDL程序做一个USB的数据传输

开发语言

简体中文

运行平台

WIN9X/WIN2000/WINXP/2003

论文字数

1.4万以上

论文页数

33P

开题报告

无

答辩稿

无

整理时间

12-02-14 00:00:00

推荐指数

作品价格

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作品简介：

论文在阐述了系统的整体设计思路的基础上，对电路所选芯片的结构和性能进行简单的介绍。然后提出了系统的软硬件设计与实现的方法。在硬件设计部分，给出了USB数据上传和下载模块、USB主机和设备模块及FPGA模块具体的硬件电路的设计方案以及模块之间的连接关系。在软件设计部分，主要介绍了PDIUSB12和CH375的固件程序、FPGA片内数据处理程序、USB驱动程序和PC应用程序的基本功能和整体用VHDL实现。1.2课题的研究现状
在以往的此类系统中，长距离的数据传输通常采用RS232或RS485串行总线与PC机进行通信，这种传输方式速度比较慢，达不到高速数据传输的要求。短距离的传输大多做成采集卡形式，通过系统总线与PC机相连，例如ISA、EISA、PCI等，或者采用直接插在PC机主板插槽上，这种总线传输方式速度比较快，但占用了PC接口资源有限而且需要对这些接口卡的硬件资源(地址、内存、中断、DMA等)进行合理配置，因此很难进行扩展。另外，这种插卡式的传输板在安装的时候都必须先停机然后拆卸机箱，安装和配置过程需要人工处理，当扩展卡多时经常出现无法正常配置而影响系统的运行。为了解决这些问题，1994年，Microsoft，Compaq，Digital，IBM，NEC，North-Telecom，Intel这些计算机公司和通信公司成立了USB论坛。并于1996年推出USB1.0规范，于1998年推出USB1.1规范，提供有低速和全速两种模式，分别支持1.5Mbps和l2Mbps的传输速率。紧接着在2000年公布的USB2.0规范，此时USB在高速模式最大带宽达到480Mbps，使USB的传输速率达到了一个新的高度，完全可以满足大容量、实时性的数据传输要求。
USB采用差分信号传输，具有很好的可靠性，设备的控制、管理和数据交换由PC机按USB协议进行，几乎不占用资源，对系统运行影响很小。USB允许即插即用和热插拔，当需要最USB外设进行扩展的时候，只需将外设插入USB接口即可，其它的一切问题PC机会自动处理，无须用户干预。同时USB的接口数目可以通过USB集线器扩展至127个，可以同时扩展很多的外设。因此采用USB与PC机连接是今后数据传输的一个趋势。
随着电子技术的发展，电子系统的设计方法正从传统的分立元件设计方法逐步发展成基于集成芯片的EDA技术设计，系统一体已成为电子系统设计的主流。高级的FPGA是当今最流行的可编程专用集成电路(ASIC)之一，电子设计工程师利用它可以在办公室或实验室里设计出所需的专用集成电路，从而大大缩短了产品上市时间，降低了开发成本。此外，FPGA具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性，使得它的功能可以象软件一样通过编程来实现，极大的提高了电子系统设计的灵活性和通用性。自1985年Xilinx公司推出第一片FPGA至今，经历十几年的发展，FPGA器件从最初的1200个可利用门，发展到90年代的25万个门到现在的几百万门。
另外FPGA可以很好的实现数字信号的并行处理，在一些复杂控制领域和数字算法处理上具有很大的优势。因此在选择数据的传输及处理系统的数据处理芯片时，FPGA将成为首选。
在现有的一些基于USB接口的数据传输与处理系统中，往往整个系统就集成在一个功能电路板上，只具有单个处理端，而一般USB的传输距离可扩展到30米，则双方距离较远，在这种情况下，只能由传输的一端来控制该硬件电路，另一端则无法根据自己的需要对电路进行相应的配置。这样系统就无法灵活的满足传输两端的需要，往往对用户的实际应用造成麻烦。
1.3论文的主要任务
本文提出了基于FPGA和USB数据传输与处理的系统，并实现了硬件设计和软件编写，具体任务如下：
1）完成系统硬件电路设计，包括USB数据上传和下载模块、USB设备模
块和USB主机模块以及FPGA处理模块；
2）实现硬件部分所需程序的编写，包括PDIUSBD12固件、CH375固件及
FPGA内部固件并对硬件进行调试；
3）开发USB设备Windows的驱动程序；
此设计包括：代码，论文，视频。

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