YHFT-DSP E-Bus软硬件协同仿真平台的设计与实现
发布时间：2023-05-31 04:59
随着信息化时代的发展,数字信号处理器(DSP)已在社会生活的各个领域得到广泛应用。不断扩张的应用领域在促进DSP的性能飞速发展的同时,也对片上外设接口技术提出了更高的要求。 YHFT-DSP是本校自主研制的一款32位高性能定点DSP,提出了一种新型的总线接口——主机扩展总线(E-Bus)。此接口对传统的主机接口功能和传输带宽都进行了扩展,能够更有效地支持各种同步、异步的商业标准主机总线协议。为了更好的研制、测试与应用开发这一新型接口,本文设计了基于E-Bus的一套软硬件协同仿真平台,实现了主机与YHFT-DSP之间的高速通信机制与E-Bus特有的主从转换功能。主要贡献如下: 深入研究E-Bus总线协议特点,结合YHFT-DSP全芯片的仿真开发要求,合理规划了E-Bus仿真平台的系统架构,提出了软硬件协同仿真的设计目标。 对仿真平台的系统功能进行全面分析,设计了一套基于FPGA的硬件控制平台,为主机与YHFT-DSP之间的通信提供了高效的管理机制。设计了仿真专用寄存器空间从而使硬件平台可控性得以提高,并通过灵活的调度策略对复杂的数据与控制流通路进行有效管理。与主机的通信协议采用了异步的主...
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 DSP外设接口技术的发展与趋势
1.3 课题研究主要内容
1.4 本文组织结构
第二章 E-Bus软硬件仿真平台系统设计
2.1 E-Bus总线协议分析
2.1.1 E-Bus工作模式
2.1.2 E-Bus仲裁机制
2.1.3 基于E-Bus的引导配置
2.2 YHFT-DSP仿真开发的硬件平台
2.3 E-Bus仿真平台的总体设计方案
2.3.1 E-Bus仿真平台系统架构
2.3.2 协议变换器
2.3.3 仿真协同软件
2.4 本章小结
第三章 基于FPGA协议变换器的设计与实现
3.1 协议变换器的模块划分
3.1.1 E-Bus主机接口模式的控制
3.1.2 I/O接口的控制
3.2 专用寄存器空间
3.3 协议调度策略
3.3.1 数据与控制通路分析
3.3.2 协议调度器的接口
3.3.3 协议调度状态机
3.4 PCU设计
3.4.1 与上位机接口协议的设计
3.4.2 数据传输的控制
3.5 EBU设计
3.5.1 仲裁机制
3.5.2 DSP从属访问的控制
3.5.3 同步主控接收器
3.6 功能测试与验证
3.6.1 测试验证方案
3.6.2 验证结果
3.7 FPGA实现
3.7.1 利用BlockRAM实现存储器
3.7.2 输入/输出端口设置
3.7.3 FPGA综合到下载
3.8 本章小结
第四章 仿真协同软件的设计
4.1 EZ-USB FX2 硬件特性
4.1.1 端点缓冲区
4.1.2 外部FIFO接口
4.1.3 通用可编程接口
4.2 固件结构与设计
4.2.1 构建固件框架
4.2.2 函数挂钩的修改
4.2.3 数据链接函数
4.2.4 GPIF波形设计
4.2.5 接口时钟的配置
4.3 仿真平台驱动生成
4.3.1 EZ-USB FX2 的重枚举
4.3.2 利用INF文件装载驱动程序
4.4 仿真应用程序设计
4.4.1 I/O控制与函数设计
4.4.2 仿真应用界面设计
4.5 本章小结
第五章 E-Bus软硬件协同仿真平台调试
5.1 E-Bus仿真平台的调试环境
5.2 软硬件协同调试
5.2.1 USB接口数据的收发（PC到FPGA）
5.2.2 DSP从属工作的调试（PC到DSP）
5.2.3 DSP主控工作模式的调试（DSP到FPGA）
5.2.4 总线仲裁的调试
5.3 可靠性改进
5.4 本章小结
结束语
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
本文编号：3825734
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 DSP外设接口技术的发展与趋势
1.3 课题研究主要内容
1.4 本文组织结构
第二章 E-Bus软硬件仿真平台系统设计
2.1 E-Bus总线协议分析
2.1.1 E-Bus工作模式
2.1.2 E-Bus仲裁机制
2.1.3 基于E-Bus的引导配置
2.2 YHFT-DSP仿真开发的硬件平台
2.3 E-Bus仿真平台的总体设计方案
2.3.1 E-Bus仿真平台系统架构
2.3.2 协议变换器
2.3.3 仿真协同软件
2.4 本章小结
第三章 基于FPGA协议变换器的设计与实现
3.1 协议变换器的模块划分
3.1.1 E-Bus主机接口模式的控制
3.1.2 I/O接口的控制
3.2 专用寄存器空间
3.3 协议调度策略
3.3.1 数据与控制通路分析
3.3.2 协议调度器的接口
3.3.3 协议调度状态机
3.4 PCU设计
3.4.1 与上位机接口协议的设计
3.4.2 数据传输的控制
3.5 EBU设计
3.5.1 仲裁机制
3.5.2 DSP从属访问的控制
3.5.3 同步主控接收器
3.6 功能测试与验证
3.6.1 测试验证方案
3.6.2 验证结果
3.7 FPGA实现
3.7.1 利用BlockRAM实现存储器
3.7.2 输入/输出端口设置
3.7.3 FPGA综合到下载
3.8 本章小结
第四章 仿真协同软件的设计
4.1 EZ-USB FX2 硬件特性
4.1.1 端点缓冲区
4.1.2 外部FIFO接口
4.1.3 通用可编程接口
4.2 固件结构与设计
4.2.1 构建固件框架
4.2.2 函数挂钩的修改
4.2.3 数据链接函数
4.2.4 GPIF波形设计
4.2.5 接口时钟的配置
4.3 仿真平台驱动生成
4.3.1 EZ-USB FX2 的重枚举
4.3.2 利用INF文件装载驱动程序
4.4 仿真应用程序设计
4.4.1 I/O控制与函数设计
4.4.2 仿真应用界面设计
4.5 本章小结
第五章 E-Bus软硬件协同仿真平台调试
5.1 E-Bus仿真平台的调试环境
5.2 软硬件协同调试
5.2.1 USB接口数据的收发（PC到FPGA）
5.2.2 DSP从属工作的调试（PC到DSP）
5.2.3 DSP主控工作模式的调试（DSP到FPGA）
5.2.4 总线仲裁的调试
5.3 可靠性改进
5.4 本章小结
结束语
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
本文编号：3825734
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/3825734.html
