基于NiosⅡ的接口管理设计与实现

发布时间：2023-03-23 00:18

　　水声技术的不断发展对水下设备的接口能力提出了越来越高的要求。如何进行各个接口的设计,是水下设备所必须解决的问题。 根据水声设备接口配置灵活的特点,本文采用Altera公司的NiosⅡ软核处理器进行水下嵌入式系统接口设计,其特点是可以根据实际需求进行NiosⅡ软核处理器的定制。NiosⅡ系统提供丰富的接口模块可供选择,并提供驱动支持。同时,用户成熟的设计单元可以与NiosⅡ系统相结合,最终可实现单片解决方案。 本文在嵌入NiosⅡ处理器的FPGA中,设计实现了网络接口、串口、AD接口和USB接口,并用Visual C++设计了上位机显控软件以实现接口管理。其中,AD芯片可以50kHz采样率对模拟信号进行实时采样。网络部分软件方面基于μC/OS-Ⅱ操作系统和LWIP协议栈加以实现。显控软件可以通过网络接口下达命令以使能或禁止AD芯片工作,网络部分的通信状况由串口进行显示。USB芯片符合USB2.0传输协议,AD采样的实时数据可以通过其上传至上位机显控端并进行实时保存,待传输结束后可对采样数据进行分析。 经过最终的测试,各部分工作正常,性能稳定。

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 论文立题背景
    1.2 NiosⅡ系统概述
    1.3 CycloneⅡFPGA简介
    1.4 论文主要工作内容
第2章 NiosⅡ系统接口设计与实现
    2.1 概述
    2.2 Flash接口设计
        2.2.1 Flash控制器特性
        2.2.2 Flash器件介绍
        2.2.3 Flash器件的参数配置
    2.3 SDRAM接口设计
        2.3.1 SDRAM控制器特性
        2.3.2 SDRAM存储器芯片介绍
        2.3.3 SDRAM控制器工作参数配置
    2.4 UART接口设计
        2.4.1 UART核特性
        2.4.2 UART控制器参数的配置
    2.5 AD接口设计
        2.5.1 ADS7822芯片特性
        2.5.2 ADS7822控制时序
        2.5.3 ADS7822控制器设计
    2.6 内部PIO接口设计
        2.6.1 PIO核特性
        2.6.2 PIO核的配置
    2.7 USB接口设计
        2.7.1 USB协议介绍
        2.7.2 CY7C68013特性介绍
        2.7.3 Slave FIFO接口的配置
        2.7.4 Slave FIFO写数据控制程序设计
        2.7.5 USB固件程序编写
        2.7.6 USB驱动程序
    2.8 网络接口设计
        2.8.1 DM9000A芯片特性
        2.8.2 μC/OS-Ⅱ实时操作系统特点及其实现
        2.8.3 轻量IP(LWIP)协议栈特点及使用
        2.8.4 服务器端程序的编写
    2.9 本章小结
第3章 显控软件设计
    3.1 显控软件设计综述
    3.2 设计要求
    3.3 总体设计
        3.3.1 指令分析
        3.3.2 解决方案
    3.4 指令具体实现的关键点
    3.5 最终显控界面
    3.6 本章小结
第4章 NiosⅡ系统接口测试结果
    4.1 存储器接口测试
    4.2 串口测试
    4.3 内部PIO接口测试
    4.4 网络接口测试
    4.5 AD接口测试
    4.6 USB接口测试
    4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
附录



本文编号：3767884