基于USB3.0的虚拟仪器的设计与研究
[Abstract]:With the deep fusion of computer technology, network technology, electronic test technology and bus technology, the field of instrument has been transformed by a breakthrough, and virtual instrument technology has emerged as the times require. Virtual instrument has become the mainstream with the idea of "software is instrument" and is leading the development direction of instrument field. Users can achieve the required instrument function by modifying the software of the virtual instrument system. After years of development, various kinds of bus virtual instruments emerge in endlessly, because USB serial bus has many advantages, such as fast transmission speed, strong expansibility, hot plug support, low cost and so on. USB bus virtual instrument will have a broad prospect of development and application. Because the current widely used USB2.0 data transmission system has been unable to meet the higher requirements of the bus rate put forward by the mass storage test system, it is based on a certain understanding of the USB3.0 protocol. The design and research of virtual instrument based on USB3.0 bus are presented. Through comparison, CYUSB3014 is chosen as the protocol chip of the system USB3.0 interface, and its internal structure and working principle are introduced in detail. The low cost FPGA such as EP3C40F484 is chosen as the main controller to realize the data acquisition and storage control. The data is transferred to the computer through the USB3.0 interface. In the aspect of hardware design, the overall scheme is designed first, and then the circuit design of FPGA control module, DDR2SDRAM data buffer module and USB3.0 transmission module is introduced. In the aspect of system software design, the paper mainly introduces and designs FPGA program, FX3 firmware program and host computer software. In FPGA program design, it introduces the realization method of ping-pong double buffer based on double-chip DDR2. The USB3.0 controller based on FPGA is designed to read and write the GPIF II interface in synchronous slave Slave FIFO mode. The design of FX3 firmware program mainly includes the design of GPIF II state machine and the configuration of various parameters in the firmware program. Then, based on the previous design, we use C # language to modify and add the corresponding code to achieve the required function under the Visual Studio 2010 development platform. Finally, the interface performance is tested. The interface rate of USB3.0 can reach 160 MB / s, and the simulation experiment is carried out to verify that the specific waveform of the signal source is collected and stored, and then read through the host computer software. The waveform data are displayed and compared with the signal source to verify the basic function of virtual instrument based on USB3.0.
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP334.7;TH702
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,本文编号:2368595
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