FPGA的USB模块实现

Keywords: USB；FPGA；driver；VHDL
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论文作者签名： 日期： 年 月 日
摘要
USB 是一种新式总线接口标准，具有高速、可靠、可扩展、即插即用等特点。 USB2.0 协议中，数据的最高传输速率提高到 480Mbps，这就使通过 USB 实现快速 传递大容量数据的外设成为现实。而 FPGA 芯片因其工作频率高、设计周期短、成 本低廉、可重复擦写等优点，被广泛应用于数据处理与算法实现中。因此，本文 结合两者的优点，设计了具有数据传输与处理功能的系统，此系统经过扩展可用 于数据采集。
本文主要介绍了一种基于 FPGA 和 U SB 数据传输电路的设计方法，采用硬件 描述语言（VHDL）实现。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。文中对系统的整 体框架进行了介绍, 然后对系统各个模块的设计与实现进行详细的阐述, 最后验 证了结合 FPGA 和 USB 进行数据传输的可行性。
第二章 USB 的体系结构及 VHDL 语言、FPGA 器件.......................................4
2.1 USB 简介...............................ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ...............................................................................4 2.2 USB 的特点...........................................................................................................4 2.3 USB 体系结构.......................................................................................................5
This paper introduces an FPGA and the USB-based data transmission circuit design methods, using hardware description language (VHDL) to achieve .In this paper the design thought of the whole system, on the basis of the selected for circuit structure and properties of the chips are introduced. Then put forward the system hardware and software design and realization method. In the hardware design part, gives the USB data upload and download module, USB host and device module and FPGA modules specific hardware circuit design scheme and the connections between modules.
题目 学院 专业 学生姓名 班级 学号 指导教师
二〇 年 月 日
毕业设计（论文）原创性声明
本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文），是本人在导师指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本毕业设计（论文）不包 含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本研究做出过重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示了谢意。
2.3.1 USB 系统描述............................................................................................... 5 2.3.2 USB 设备逻辑结构....................................................................................... 5 2.3.3 USB 的配置、接口和端点........................................................................... 6 2.3.4 USB 管道....................................................................................................... 7 2.4 USB 的通信协议层...............................................................................................7 2.4.1 传输方式........................................................................................................ 7 2.4.2 USB 的传输速率........................................................................................... 7 2.4.3 包的格式.................................................................................................... 8 2.5 VHDL 语言介绍...................................................................................................9 2.5.1 VHDL 语言..................................................................................................... 9 2.5.2 VHDL 语言的特点....................................................................................... 9 2.6 现场可编程逻辑门阵列（FPGA）..................................................................10 2.6.1 FPGA 的基本结构....................................................................................... 10 2.6.2 FPGA 简介................................................................................................. 10 2.6.3 FPGA 特点................................................................................................. 11 2.6.4 FPGA 的设计流程....................................................................................... 12 2.7 Max+plusII......................................................................................................12
第一章 绪论............................................................................................................... 1
1.1 国内外发展状况及发展趋势..............................................................................1 1.2 课题的研究现状..................................................................................................1 1.3 论文的主要任务..................................................................................................2 1.4 本论文所做的工作..............................................................................................3 1.5 本论文的技术实现..............................................................................................3