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設備接口

用FPGA實現(xiàn)8051內核及外設I2C接口

8051處理器自誕生起近30年來，一直都是嵌入式應用的主流處理器，不同規(guī)模的805l處理器涵蓋了從低成本到高性能、從低密度到高密度的產品。該處理器極具靈活性，可讓開發(fā)者自行定義部分指令，量身訂制所需的功能模塊和外設接口，而且有標準版和經(jīng)濟版等多種版本可供選擇，可讓設計人員各取所需，實現(xiàn)更高性價比的結構。如此多的優(yōu)越性使得8051處理器牢固地占據(jù)著龐大的應用市場，因此研究和發(fā)展8051及與其兼容的接口具有極大的應用前景。在眾多8051的外設接口中，I2C總線接口扮演著重要的角色。通用的12C接口器件，如帶12C總線的RAM，ROM，AD／DA，LCD驅動器等，越來越多地應用于計算機及自動控制系統(tǒng)中。因此，本論文的根本目的就是針對如何在8051內核上擴展I2C外設接口進行較深入的研究。本課題項目采用可編程技術來開發(fā)805l核以及12C接口。由于8051內核指令集相容，我們能借助在現(xiàn)有架構方面的經(jīng)驗，發(fā)揮現(xiàn)有的大量代碼和工具的優(yōu)勢，較快地完成設計。在8051核模塊里，我們主要實現(xiàn)中央處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、定時／計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等七大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，這些都是標準8051核所具有的模塊。在其之上我們再嵌入12C的串行通信模塊，采用自下而上的方法，逐次實現(xiàn)一位的收發(fā)、一個字節(jié)的收發(fā)、一個命令的收發(fā)，直至實現(xiàn)I2C的整個通信協(xié)議。 8051核及I2C總線的研究通過可編程邏輯器件和一塊外圍I2C從設備TMPl01來驗證。本課題的最終目的是可編程邏輯器件實現(xiàn)的8051核成功并高效地控制擴展的12C接口與從設備TMPl01通信。用EP2C35F672C6芯片開發(fā)的12C接口，數(shù)據(jù)的傳輸速率由該芯片嵌入8051微處理的時鐘頻率決定。經(jīng)測試其傳輸速率可達普通速率和快速速率。目前集成了該12C接口的8051核已經(jīng)在工作中投入使用，主要用于POS設備的用戶數(shù)據(jù)加密及對設備溫度的實時控制。雖然該設備尚未大批量投產，但它已成功通過PCI(PaymentCardIndustry)協(xié)會認證。

標簽： FPGA 8051 I2C 內核

上傳時間： 2013-06-18

上傳用戶：731140412
基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯

隨著信息技術的發(fā)展，數(shù)字信號的采集與處理在科學研究、工業(yè)生產、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生等部門得到越來越廣泛的應用，這些應用中對數(shù)字信號的傳輸速度提出了比較高的要求。傳統(tǒng)的基于ISA總線的信號傳輸效率低，嚴重制約著系統(tǒng)性能的提高。 PCI總線以其高性能、低成本、開放性、軟件兼容性等眾多優(yōu)點成為當今最流行的計算機局部總線。但是，由于PCI總線硬件接口復雜、不易于接入、協(xié)議規(guī)范比較繁瑣等缺點，常常需要專用的接口芯片作為橋接，為了解決這一系列問題，本文提出了一種基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯的實現(xiàn)方案，支持PCI突發(fā)訪問方式，突發(fā)長度為8至128個雙字長度，核心FPGA芯片采用ALTERA公司的CYCLONE FPGA系列的EP1C6Q240C8，容量為6000個邏輯宏單元，速度為-8，編譯后系統(tǒng)速度可以達到80MHz，取得了良好的效果。基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯的核心是PCI接口模塊。在硬件方面，特別討論了PCI接口模塊、地址轉換模塊、數(shù)據(jù)緩沖模塊、外部接口模塊和SRAM DMA控制模塊等五個功能模塊的設計方案和硬件電路實現(xiàn)方法，著重分析了PCI接口模塊的數(shù)據(jù)傳輸方式，采用模塊化的方法設計了內部控制邏輯，并進行了相關的時序仿真和邏輯驗證，硬件需要軟件的配合才能實現(xiàn)其功能，因此設備驅動程序的設計是一個重要部分，論文研究了Windows XP體系結構下的WDM驅動模式的組成、開發(fā)設備驅動程序的工具以及開發(fā)系統(tǒng)實際硬件的設備驅動程序時的一些關鍵技術。本文最后利用基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯中的關鍵技術，對PCI數(shù)據(jù)采集卡進行了整體方案的設計。該系統(tǒng)采用Altera公司的cyclone Ⅱ系列FPGA實現(xiàn)。

標簽： FPGA PCI 總線接口橋接

上傳時間： 2013-05-22

上傳用戶：彭玖華
基于FPGA的PROFIBUSDP從站接口研究

PROFIBUS現(xiàn)場總線技術是當今控制領域的一個熱點。目前國內對于PROFIBUS-DP的應用和研究主要以西門子等國外大公司的成套設備為主，用單片機+固態(tài)程序的方法做PROFIBUS-DP接口控制器的技術比較成熟，而自主開發(fā)PROFIBUS-DP通用接口的研究卻比較少。針對這一現(xiàn)狀，本論文采用FPGA做控制器，提出了基于FPGA技術的從站接口通信模塊的設計方案，使具有RS-232接口的從站可以通過該接口通信模塊與PROFIBUS-DP主站進行通訊連接。論文首先對PROFIBUS現(xiàn)場總線技術進行概述，主要從現(xiàn)場總線的技術特點、協(xié)議結構、傳輸技術、存取協(xié)議等方面進行介紹。對PROFIBUS-DP系統(tǒng)組成和配置、工作方式及數(shù)據(jù)傳遞、DP的功能和從站狀態(tài)機制等進行研究和分析。然后詳細論述了基于PROFIBUS-DP的通信接口的硬件及軟件實現(xiàn)。在硬件設計中，本文從PROFIBUS協(xié)議芯片SPC3實現(xiàn)的具體功能出發(fā)，結合EDA(Electronic Design Amomation)設計自項向下的設計思想，給出了總線接口的總體設計方案。同時給出其設計邏輯框圖、算法流程圖、引腳說明以及部分模塊的仿真結果。并充分考慮了硬件的通用性及將來的擴展。本設計使用VHDL描述，在此基礎之上采用專門的綜合軟件對設計進行了綜合優(yōu)化，最后在FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片EP1C6上得以實現(xiàn)。在軟件設計中，詳細介紹了通信接口的軟件設計實現(xiàn)，包括狀態(tài)機的實現(xiàn)、各種通信報文的實現(xiàn)、GSD文件的編寫等。再通過Siemens公司的CP5611網(wǎng)絡接口卡和PC機做主站，使用COMPROFIBUS組態(tài)軟件，組建系統(tǒng)進行通訊測試，得到良好結果。

標簽： PROFIBUSDP FPGA 接口

上傳時間： 2013-05-25

上傳用戶：xwd2010
基于FPGA的USB接口數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究

隨著科學技術水平的不斷提高，在科研和生產過程中為了更加真實的反映被測對象的性質，對測試系統(tǒng)的性能要求越來越高。傳統(tǒng)的測試裝置，由于傳輸速度低或安裝不便等問題已不能滿足科研和生產的實際需要。USB技術的出現(xiàn)很好的解決了上述問題。USB總線具有支持即插即用、易于擴展、傳輸速率高(USB2.0協(xié)議下為480Mbps)等優(yōu)點，已逐漸得到廣泛的應用。本課題研究并設計了一套基于USB2.0的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。論文首先詳細介紹了USB總線協(xié)議，然后從系統(tǒng)的總體結構、硬件電路、軟件程序以及系統(tǒng)性能檢測等幾個方面，詳細闡述了系統(tǒng)的設計思想和實現(xiàn)方案。系統(tǒng)采用雙12位A/D轉換器，提供兩條模擬信號通道，可以同時采集雙路信號，最高的采樣率為200KHz。USB接口芯片采用Cypress公司的CY7C68013。論文詳細介紹了其在SlaveFIFO接口模式下的電路設計和程序設計。系統(tǒng)應用FPGA芯片作系統(tǒng)的核心控制，控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和與USB接口芯片的數(shù)據(jù)交換，并產生其中的邏輯控制信號和時序信號。同時應用FPGA芯片作系統(tǒng)的核心控制可提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性、減小設備的體積。系統(tǒng)的軟件設計，主要包括FPGA芯片中的邏輯、時序控制程序、8051固件程序、客戶應用程序及其驅動程序。客戶端選擇了微軟的Visual Studio6.0 C++作開發(fā)平臺，雖然增加了復雜程度，但是軟件執(zhí)行效率及重用性均得到提高。最后，應用基于USB2.0的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測試標準信號及電木的導熱系數(shù)，以驗證測試系統(tǒng)的可靠信與準確性。

標簽： FPGA USB 接口數(shù)據(jù)采集

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：鳳臨西北
FPGA擴展接口設計和攝像頭驅動程序

當前正處于第三代移動通信技術發(fā)展的關鍵時期，各種與3G相關的無線網(wǎng)絡終端的需求量與日俱增。為3G無線網(wǎng)絡終端選擇一個高性能的處理器，并且提供一套完整的系統(tǒng)解決方案，滿足3G時代人們對數(shù)據(jù)通信業(yè)務的需求，無疑是一個有意義且亟待解決的重要問題。 OMAP(Open Multimedia Applications Platform)是美國德州公司(TI)推出的專門為支持第三代(3G)無線終端應用而設計的應用處理器體系結構。OMAP處理器平臺堪稱無線技術發(fā)展的里程碑，它提供了語音、數(shù)據(jù)和多媒體所需的帶寬和功能，可以極低的功耗為高端3G無線設備提供極佳的性能。本文的研究內容是開發(fā)基于OMAP5910處理器的具有多個擴展接口的嵌入式開發(fā)平臺，以及攝像頭顯示驅動程序，以便能為3G相關的無線網(wǎng)絡終端提供一個系統(tǒng)級的解決方案，本文首先介紹了OMAP技術的特點和優(yōu)點，并對OMAP5910處理器的硬件結構進行了簡單說明，在此基礎上提出了基于OMAP5910嵌入式平臺的FPGA設計，包括用FPGA擴展的接口：觸摸屏接口，硬盤接口，以太網(wǎng)接口；控制的接口：USB口，串口；以及實現(xiàn)的功能：與OMAP5910處理器的通信功能，中斷控制功能，選擇啟動順序功能，復位延時功能。然后介紹了基于OMAP5910的攝像顯示系統(tǒng)的硬件設計，主要包括攝像頭接口和攝像頭模塊，EMIFS和EMIFF接口以及LCD接口。最后描述了嵌入式Linux操作系統(tǒng)下攝像頭驅動程序的完整實現(xiàn)過程。

標簽： FPGA 擴展接口設計攝像頭

上傳時間： 2013-05-24

上傳用戶：mfhe2005
多功能車輛總線一類設備的FPGA實現(xiàn)

多功能車輛總線一類設備是一個在列車通信網(wǎng)(TCN，TrainCommunication Network)中普遍使用的網(wǎng)絡接口單元。目前我國的新式列車大多采用列車通信網(wǎng)傳輸列車中大量的控制和服務信息。但使用的列車通信網(wǎng)產品主要為國外進口，因此迫切需要研制具有自主知識產權的列車通信網(wǎng)產品。論文以一類設備控制器的設計為核心，采取自頂向下的模塊設計方法。將設備控制器分為同步層和數(shù)據(jù)處理層來分別實現(xiàn)對幀的發(fā)送與接收處理和對幀數(shù)據(jù)的提取與存儲處理。同步層包含幀的識別模塊、曼徹斯特譯碼模塊、曼徹斯特編碼與幀封裝三個模塊。幀識別模塊檢測幀的起始位并對幀類型進行判斷。譯碼模塊根據(jù)采集的樣本值來判斷曼徹斯特編碼的值，采樣的難點在于非理想信號帶來的采樣誤差，論文使用結合位同步的多點采樣法來提高采樣質量。幀分界符中的非數(shù)據(jù)符不需要進行曼徹斯特編碼，編碼時在非數(shù)據(jù)符位關閉編碼電路使非數(shù)據(jù)符保持原來的編碼輸出。數(shù)據(jù)處理層以主控單元(MCU，Main Control Unit)和通信存儲器為設計核心。MCU是控制器的核心，對接收的主幀進行分析，判斷是從通信存儲器相應端口取出應答從幀并發(fā)送，還是準備接收從幀并存入通信存儲器。通信存儲器存儲設備的通信數(shù)據(jù)，合適的地址分配能簡化MCU的控制程序，論文固定了通信存儲器端口大小使MCU可以根據(jù)一個固定的公式進行端口的遍歷從而簡化了MCU程序的復雜度。數(shù)據(jù)在傳輸中由于受到干擾和沖突等問題而出現(xiàn)錯誤，論文采用循環(huán)冗余檢驗碼結合偶檢驗擴展來對傳輸數(shù)據(jù)進行差錯控制。最后，使用FPGA和硬件描述語言Verilog HDL開發(fā)出了MVB一類設備。目前該一類設備已運用在SS4G電力機車的制動控制單元(BCU．Brake Control Unit)中并在鐵道科學研究院通過了TCN通信測試。一類設備的成功研制為列車通信網(wǎng)中總線管理器等高類設備的開發(fā)奠定了堅實的基礎。

標簽： FPGA 多功能總線設備

上傳時間： 2013-07-27

上傳用戶：qazxsw
WinCE設備驅動程序開發(fā)指南

Microsoft Windows CE Device Driver Kit設備驅動程序開發(fā)指南，北京希望電子出版社，微軟公司著，希望圖書創(chuàng)作室譯。WinCE開發(fā)人員系列叢書之一。全書的內容主要包括Windows CE設備驅動程序工具包介紹、開發(fā)本機設備驅動程序、開發(fā)流接口設備驅動程序、聲音驅動程序、打印機驅動程序、顯示器驅動程序、通用串行總線驅動程序、NDIS網(wǎng)絡驅動程序和塊設備驅動程序。

標簽： WinCE 設備開發(fā)指南驅動程序

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：qulele
SCSI總線和IDE接口：協(xié)議、應用和編程

·【內容簡介】 SCSI和IDE接口都屬于ANSI標準,本書的目的就是對這兩種接口進行精確的描述. 《SCSI 總線和IDE接口：協(xié)議、應用和編程》共三部分,共25章.第一部分為總體介紹,能使讀者對計算機外圍設備及其接口和計算機總線有一大致了解.第二部分著重講述IDE接口,從背景協(xié)議,驅動器模型,命令及ATAPI接口等方面作了詳細講述.第三部分是SCSI總線,分別介紹了體系結構,命令,設備,協(xié)議,借

標簽： SCSI IDE 總線協(xié)議

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：sc965382896
無線和有線USB接口共存的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

· 摘要：介紹一種基于DSP的無線和有線USB接口的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),實現(xiàn)無線USB和有線USB之間的通信,將無線USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機,解決無線USB設備向PC機兼容問題.該系統(tǒng)可實現(xiàn)無線USB的62.5 kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率,有線USB的實際傳輸速率達到100 Mbps,可以實現(xiàn)高速實時的數(shù)據(jù)傳輸.由于以DSP為核心處理器,適合于語音和控制系統(tǒng)的應用.該系統(tǒng)具有小型化、低功

標簽： USB 無線接口數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：璇珠官人
單片機經(jīng)典接口電路析解

單片機常用外圍設備的接口電路的介紹

標簽： 單片機接口電路

上傳時間： 2013-11-07

上傳用戶：清風冷雨