基于CycloneⅡ的PXI总线板卡设计与实现

发布时间：2020-05-09 20:54

【摘要】：本文设计和实现基于FPGA的PXI总线的3U板卡,适配PXI机箱,构成网络协议测试与诊断系统的硬件部分。板卡采用目前先进的FPGA技术,完成板卡与多种接口如RS232、V.35、V.21、X.21、V.24的通信。充分利用PXI总线的开放性好、数据传输速率高的特点,研究了面向PXI总线的板卡开发技术,实现了网络协议测试与诊断的多种接口板卡,设计了配置程序和应用程序。 介绍了PXI总线的发展历史,分析了PXI总线的面向测试的优点,比较采用专用接口芯片和采用FPGA为核心开发板卡两种方案,确定了系统的总体方案,定型FPGA为Altera公司的EP2C35。介绍了器件支持的I/O端口标准,列举了器件支持的端口协议。根据板卡的硬件需要,分配器件的管脚,设计板卡的各种外围接口电路,扩展系统的SDRAM,完成硬件电路原理图设计,给出了六层电路板的参数,提供了印制板制作的依据。 根据硬件电路的原理,在SOPC Builder中构建系统,配置各种控制器的IP核,阐述了系统自动生成文件的内容,说明了配置程序的下载方式及下载的位置。以四路RS232接口为例,使用Verilog HDL语言编写外围接口RS232模块,在SOPC Builder中封装自定义的外围接口RS232模块,加入到配置程序中。使用在SOPC Builder中生成的HAL,在Nios II 8.0下使用C语言编写应用程序。 测试了制作好的印制板,板卡的测试采用分阶段的逐步细化的测试方法:分为硬件测试部分和软件测试部分两部分,测试数据表明:板卡的各个电路功能正确,能够正常工作,为软件设计提供了硬件基础。
【图文】：

I System Alliance）将 PXI 总线定义为开放的工业标准，继而推向市场， 7 月发布 PXI 规范 2.0，于 2003 年 2 月发布 PXI 规范 2.1。XI 是一种高性能的开放性、模块化仪器总线，它由 Compact PCI 规范定线技术发展而来，增加触发总线、参考时钟、星型触发和局部总线，满用户的要求[8]。PXI 总线充分发挥了台式 PC 的性能价格比优势，增强仪器仪表领域的扩展功能，保证了系统的易于集成和使用，在数据采集化系统、计算机测量系统和图像处理等方面有着广泛应用。PXI 新增的仪器功能XI 总线保持了 PCI 总线所有的优点，同时增加了专用的系统参考时钟星形触发总线和本地触发总线，使得 PXI 总线系统满足了精确定时、讯的需要[9]，如图 1-1 所示。

2 板卡的结构设计讨论以 FPGA 为核心的 3U 板卡的使用平台，分析符合I 总线的机箱和系统控制器，对板卡的两种开发方案进行框图和软件模块图。使用基础FPGA 为核心的 3U 板卡，，目的是构建基于 PXI 总线的板统的基础硬件。网络协议测试与诊断系统的基础硬件主、PXI 系统控制器和 PXI 模块接口卡，如图 2-1 所示。P方案选择相对固定，需要按照指标参数找到符合设计要
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP336

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本文编号：2656721