一款USB键盘芯片的FPGA实现设计

发布时间：2017-05-19 15:07

  本文关键词：一款USB键盘芯片的FPGA实现设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：采用FPGA器件进行开发设计在当今集成电路设计领域占有着重要地位，本文基于FPGA设计开发的优势，结合公司产品的研发需求，采用FPGA硬件实现一款USB接口的键盘芯片设计，辅助芯片的设计开发与验证。 论文对USB键盘芯片的FPGA设计过程进行了阐述，着重介绍了芯片采用的MCU模块和USB接口模块的设计，并且特别的采用了FPGA提供的IP核来设计MCU的存储器模块，大大减少了设计的难度和时间。基于Xilinx公司的FPGA开发软件ISE，使用Verilog HDL语言对USB键盘芯片的功能进行了代码设计和仿真验证，接着进行了FPGA综合以及实现，在FPGA器件XC3SD3400A上进行了配置。在软件设计完成后搭建了FPGA硬件平台，自行设计制作了印制电路板作为系统的连接载体，安装了FPGA器件、外置芯片等元器件，使用FPGA在线调试软件ChipScope Pro对整个系统平台进行了调试，最终实现了USB键盘的功能。 论文利用FPGA平台对前期芯片出现的问题进行了修改以及验证，，最终改进的USB键盘芯片采用CSMC0.5/0.35μm5V标准CMOS工艺进行了流片，实际芯片测试性能正确。论文的工作为FPGA辅助ASIC芯片设计开发提供了有效的参考。
【关键词】：FPGA 微控制器 USB键盘 专用集成电路
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP334.7;TN791
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 研究背景7-8
• 1.2 课题主要内容8-11
• 第二章 系统设计11-55
• 2.1 系统框架11
• 2.2 MCU 部分11-31
• 2.2.1 微处理器12-17
• 2.2.1.1 硬件结构12-15
• 2.2.1.2 软件系统15-17
• 2.2.2 外置存储器17-29
• 2.2.2.1 ROM17-18
• 2.2.2.2 RAM18-20
• 2.2.2.3 FPGA 平台上的 ROM 和 RAM20-29
• 2.2.3 地址分配29-30
• 2.2.4 小结30-31
• 2.3 USB 接口31-51
• 2.3.1 串行接口引擎 SIE32-48
• 2.3.1.1 物理层 PHY32-36
• 2.3.1.2 协议层 PL36-43
• 2.3.1.3 功能层 FL43-48
• 2.3.2 收发器 Transceiver48-51
• 2.3.3 小结51
• 2.4 键盘部分51-52
• 2.5 固件程序52-55
• 第三章 FPGA 实现设计55-87
• 3.1 硬件与软件环境56-61
• 3.1.1 硬件环境56-57
• 3.1.2 软件环境57-61
• 3.2 项目的软件设计开发61-75
• 3.2.1 设计文件输入62-67
• 3.2.2 仿真67-71
• 3.2.3 综合71-73
• 3.2.4 实现与时序仿真73-74
• 3.2.5 配置 FPGA74-75
• 3.3 项目的硬件平台搭建与调试75-86
• 3.3.1 搭建平台75-78
• 3.3.2 调试系统78-86
• 3.3.2.1 在线调试78-81
• 3.3.2.2 仪器调试81-86
• 3.4 小结86-87
• 第四章 结论与展望87-91
• 4.1 项目改进87-88
• 4.2 流片验证88-89
• 4.3 总结与展望89-91
• 致谢91-93
• 参考文献93-95
• 附录95-104

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 纪斌;;Xilinx FPGA上电时序分析与设计[J];电讯技术;2012年04期

2 王必胜;张其善;吴今培;;基于状态转移法的键盘程序设计[J];电子测量技术;2008年03期

3 万翔;;ChipScope Pro在FPGA调试中的应用[J];计算机与网络;2005年21期

4 梅建超;;FPGA设计中的时序收敛与时钟切换[J];科技信息;2011年01期

5 黄隶凡;郑学仁;;FPGA设计中的亚稳态研究[J];微电子学;2011年02期

6 余明;袁小龙;杜星格;;USB设备控制器IP核设计与FPGA验证[J];信息技术;2013年02期

7 杨贤军;;基于ChipScope的EDA实验平台的设计[J];通信技术;2012年10期

8 袁本荣 ,刘万春 ,贾云得 ,朱玉文;用Verilog HDL进行FPGA设计的一些基本方法[J];微计算机信息;2004年06期

9 杨先文;李峥;王安;张宇;;USB1.1设备控制器IP核的设计与实现[J];小型微型计算机系统;2010年11期

10 吕文发;蔡欣荣;吕卫国;;基于MCU和CPLD的HID类自定义键盘研究与实现[J];仪表技术;2010年07期

  本文关键词：一款USB键盘芯片的FPGA实现设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：379001