论文部分内容阅读
随着FPGA嵌入式应用的发展和USB通信协议的日趋成熟，微处理器之间的通信技术已经深入到航空航天、电信设备、家用电器等各个领域。基于FPGA的SOPC嵌入式系统以微处理器为核心，以计算机技术为基础，其主要特点是实时性强。通用串口总线USB具有高速度、低成本、低功耗、即插即用和使用方便等特点；同时，USB OTG技术的诞生，使得两USB设备在没有PC参与的情况下进行数据传输成为可能。因此本文将FPGA嵌入式应用和USB技术结合起来，设计并实现了一套FPGA和USB主机控制器通信的嵌入式系统。本文在分析了基于XC5VLX110T芯片的Micro Blaze软核处理器及其外围设备的组成结构和特点的基础上，研究了USB主机控制器CY7C67300通信的固件实现方式，建立了FPGA与USB主机控制器的通信系统。测试表明，本系统的FPGA与USB主机控制器通信速率高，平均速率可达1.67MB/s，数据传输过程和固件下载过程稳定，USB数据通信最高可达到全速1.5MB/s，达到了预期效果。首先，本文根据FPGA与外部处理器通信的功能，按照HPI通信的原理给出了FPGA的硬件设计方案，其中最为重要的EPC模块是完成HPI通信的关键，利用Xilinx公司的EDK软件完成Micro Blaze系统的搭建和IP核的参数配置，然后添加了FPGA外围的串口测试电路，使用ISE12.2软件进行系统的硬件综合。其次，基于Micro Blaze处理器设计了FPGA端的应用程序，用来完成FPGA和USB主机控制器的HPI通信。最后，为了协同FPGA和USB主机通信系统工作，针对PC机和USB键盘，分别设计了两套USB通信的固件程序进行系统测试。