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基于FPGA的多路高速串口设计与实现

作 者: 徐云
导 师: 顾新
学 校: 西安电子科技大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 多路高速串口 FPGA DSP 双端口RAM
分类号: TN791
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 175次
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内容摘要


本文完成了基于现场可编程门阵列FPGA的多路高速串口的设计与实现。首先给出了DSP+FPGA系统整体设计框架,详细介绍了FPGA与DSP的交互接口,然后重点阐述了基于FPGA的多路高速串口设计与实现,特别给出了串口收发模块采用双端口RAM和FIFO两种不同缓冲机制的详细设计说明。最后阐述了系统扩展模块控制逻辑的设计,主要包括AD/DA、开光量输入、输出模块等,并对各个模块的设计逻辑进行了仿真验证。在本设计中,将所需的串口功能集成到FPGA内部,使得整个设计更加紧凑、稳定且可靠。同时FPGA为DSP提供了丰富的命令状态寄存器,使DSP可以方便灵活的配置查询串口的工作状态,提高了系统的灵活、方便、稳定性。同时也为其它基于DSP+FPGA的嵌入式系统的设计提供一定的参考。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-15
  1.1 研究背景  7
  1.2 国内研究现状  7-8
  1.3 论文的主要工作  8-9
  1.4 相关技术  9-15
    1.4.1 DSP特点及其结构  9-10
    1.4.2 FPGA相关技术及开发流程  10-15
第二章 DSP+FPGA系统总体构架  15-25
  2.1 系统总体构架设计  15-16
  2.2 FPGA逻辑结构设计  16-18
    2.2.1 FPGA器件选型  16-17
    2.2.2 FPGA内部逻辑结构  17-18
  2.3 DSP与FPGA的交互  18-23
    2.3.1 DSP的EMIF接口初始化  18-20
    2.3.2 FPGA功能接口设计  20-23
  2.4 本章小结  23-25
第三章 基于FPGA多路高速串口设计  25-41
  3.1 缓存的设计与实现  25-29
    3.1.1 双端口RAM的设计与实现  25-27
    3.1.2 FIFO的设计与实现  27-29
  3.2 串口模块总体结构  29-34
    3.2.1 串口发送模块设计  32-33
    3.2.2 串口接收模块设计  33-34
  3.3 FPGA发送及接收数据仿真验证  34-38
    3.3.1 发送模块的仿真测试  34-36
    3.3.2 接收模块的仿真测试  36-37
    3.3.3 接收发送模块的仿真测试  37-38
  3.4 FPGA时钟可靠性  38-40
  3.5 本章小结  40-41
第四章 扩展模块设计与实现  41-49
  4.1 AD控制模块设计  41-44
  4.2 DA控制模块设计  44-47
  4.3 开关量控制模块设计  47-48
  4.4 本章小结  48-49
第五章 DSP软件初始化及FPGA下载配置  49-55
  5.1 DSP软件系统的初始化设计  49-52
  5.2 FPGA下载配置  52-54
  5.3 本章小结  54-55
第六章 结论与展望  55-57
致谢  57-59
参考文献  59-60

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 数字电路 > 逻辑电路
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