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《基于FPGA實現(xiàn)的USB串口通信.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、分類號UDC密級單位代碼10151基于FPGA實現(xiàn)的USB串口通信張志強指導(dǎo)教師畢春娜職稱學(xué)位授予單位大連海事大學(xué)副教授申請學(xué)位級別工學(xué)碩士學(xué)科(專業(yè))電子科學(xué)與技術(shù)(電路與系統(tǒng))論文完成日期2011年5月答辯日期2011年6月26日答辯委員會主席TheImplementationofUSBSerialCommunicationbasedonFPGAAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngin
2、eeringbyZhangZhiqiang(ElectronicsScienceandTechnology)ThesisSupervisor:ProfessorBiChunnaJune2011大連海事大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:本論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果,撰寫成博/碩士學(xué)位論文==基王墼Q△塞理的墮墨旦圭旦通信::。除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,對論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個人或集體已經(jīng)公開發(fā)表或未公開發(fā)表的成果。本聲明的法律責(zé)任
3、由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名:猩壟絲學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者及指導(dǎo)教師完全了解大連海事大學(xué)有關(guān)保留、使用研究生學(xué)位論文的規(guī)定,即:大連海事大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大連海事大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,也可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文。同意將本學(xué)位論文收錄到《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》(中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)電子雜志社)、《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》(中國科學(xué)技術(shù)信息研究所)等數(shù)據(jù)庫中,并以電子出版物形式出版發(fā)行和提供信息服
4、務(wù)。保密的論文在解密后遵守此規(guī)定。本學(xué)位論文屬于:保密口在——年解密后適用本授權(quán)書。不保密口(請在以上方框內(nèi)打“4")’論文作者簽名:私毒穆導(dǎo)師簽名:日期:馴/年鈿彤日●中文摘要摘要隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,計算機(jī)的性能得到很大的提升,從而對計算機(jī)與外圍設(shè)備之間的接口提出了更高的技術(shù)要求。通用串行總線(UniversalSerialBusUSB)具有即插即用和熱插拔等特性,在傳輸速率和價格方面有較高的性價比,因此現(xiàn)今已成為電腦外圍設(shè)備的一種接口標(biāo)準(zhǔn),并且廣泛地應(yīng)用于各種電子數(shù)碼產(chǎn)品當(dāng)中,在通訊和工業(yè)領(lǐng)域也同樣有著廣闊的應(yīng)用前景。論文首先
5、介紹了FPGA設(shè)計流程以及開發(fā)環(huán)境ISE,仿真環(huán)境ModelSim;然后介紹了USB2.0協(xié)議,并分別對USB2.0的物理接口、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流模型、端點和管道兩個概念以及數(shù)據(jù)格式等進(jìn)行了分析。最后針對USB2.0接口的具體功能要求,提出了基于FPGA的USB設(shè)備接口的總體設(shè)計方案。該方案采用自頂向下的模塊化設(shè)計方法,降低了設(shè)計的復(fù)雜度,使得整個設(shè)計結(jié)構(gòu)清晰。同時采用硬件描述語言VerilogHDL編程,輔以原理圖輸入方式,有利于在各種不同的應(yīng)用環(huán)境中進(jìn)行優(yōu)化,也大大提高了USB接口的傳輸速度。設(shè)計中將系統(tǒng)劃分成UTMI,協(xié)議層,寄存器,存儲器、仲裁和功能接
6、口五個子模塊,之后在系統(tǒng)級描述的基礎(chǔ)上,依次對各個功能模塊進(jìn)行進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)和功能劃分。本文重點對系統(tǒng)的UTMI接口、USB協(xié)議層、存儲器和仲裁3個子模塊進(jìn)行了詳細(xì)的研究,做了較多的分析工作,使用VerilogHDL硬件描述語言完成對各子模塊的功能描述,并得到了相應(yīng)的模塊圖,同時使用ModelSim做了相應(yīng)的仿真工作,仿真結(jié)果基本符合設(shè)計要求。關(guān)鍵詞:FPGA;USB;接口英文摘要ABSTRACTAbstract--Theperformanceofcomputerhasimprovedgreatly,whichrequirehighertechologyabo
7、uttheinterfacebetweencomputerandperipheraldevice,withtherapiddevelopmentofmordenscienceandtechologyandintegratedcircuit.UniversalSerialBus(USB)supportforPlugandPlayandhotplugwithhighspeedandlowcostSOthatitisconsideredasinterfacestandardofperipheralequipmentofPC.Itnotonlyhasbeenwide
8、lyusedindifferentkindsofdi