基于FPGA的虹膜识别仪的通讯接口系统设计

发布时间：2017-08-12 14:11

  本文关键词：基于FPGA的虹膜识别仪的通讯接口系统设计

  更多相关文章： FPGA TCP/IP USB 射频识别 多模式数据通信

【摘要】：随着计算机和网络技术的快速发展以及互联网的平台逐渐的涉及到我们生活的方方面面,生物识别技术在人们的生活中得到了广泛的应用,生物识别中,虹膜因为它的唯一性和稳定性,在生物识别领域占有越来越大的比重。目前,国内外绝大多数的虹膜识别设备都是采用在计算机上依赖主芯片的处理能力,利用计算机的操作系统平台,通过软件的方式实现的,这种实现方式对计算机的微处理器的性能要求和操作系统的优化的要求很高,并且由于计算机的硬件体积跟处理能力是成正比的,这就制约了虹膜识别设备的小型化、多元化的发展趋势。因而,采用硬件方式实现的虹膜识别技术则成了整个虹膜识别行业发展的必然趋势。在利用硬件方式实现的虹膜识别设备上,数据的传输方式、传输的速度和能够传输的最大数据量等通信指标决定了虹膜识别设备的好坏。所以,基于FPGA的应用于虹膜识别设备上的多模式通信接口的设计就显得尤为重要。本文针对虹膜识别仪的需要,一共提出了三种通信接口的设计:TCP/IP协议的以太网接口、USB2.0协议的USB接口和射频接口。并分别针对这三种接口的通信方式和支持的协议进行了研究,对核心芯片进行了选择,在现有的资源下,在开发板上进行了电路的设计和功能的实现。并最终把三种通信接口集成在了一块FPGA板上。实现了多模式通信接口的设计。最后经过对接口的数据传输功能测试证明了这三种通信模式的设计均能达到设计要求,能正确的完成数据的发送和接收。
【关键词】：FPGA TCP/IP USB 射频识别 多模式数据通信
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP334.7;TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 论文研究背景与意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 主流的技术类型12-13
• 1.2.2 存在的问题13
• 1.3 课题来源13-14
• 1.4 研究目的和意义14
• 1.5 研究内容14-15
• 1.6 本论文的结构安排15-17
• 第2章 基于FPGA的多模式通讯接口系统分析17-25
• 2.1 基于FPGA的虹膜识别仪的结构分析17
• 2.2 多模式通讯接口功能需求分析17-18
• 2.3 系统开发工具的分析18-22
• 2.3.1 可编程逻辑器件FPGA18-20
• 2.3.2 设计及仿真工具20-21
• 2.3.3 硬件描述语言Verilog21-22
• 2.4 FPGA设计开发过程分析22-23
• 2.5 本章小结23-25
• 第3章 基于FPGA的多模式通讯接口系统设计25-43
• 3.1 面向以太网的接口子系统设计25-29
• 3.1.1 以太网接口子系统协议分析25-26
• 3.1.2 芯片的选择26
• 3.1.3 W5300芯片简介26-27
• 3.1.4 W5300芯片的内部结构27-29
• 3.2 面向串行总线的接口子系统设计29-34
• 3.2.1 USB系统的分析29-31
• 3.2.2 芯片的选择31-32
• 3.2.3 CY7C68013A芯片简介32-33
• 3.2.4 CY7C68013A芯片的内部结构33-34
• 3.3 面向射频通信接口的子系统设计34-41
• 3.3.1 射频通信分析34-39
• 3.3.2 芯片的选择39
• 3.3.3 FM1702SL芯片简介39
• 3.3.4 FM1702SL芯片的内部结构39-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第4章 基于FPGA的多模式通讯接口系统实施43-63
• 4.1 面向以太网的接口子系统实施43-48
• 4.1.1 接口子系统硬件实施43-44
• 4.1.2 系统的Verilog实施44-48
• 4.1.3 以太网接口子系统实施效果48
• 4.2 面向串行总线的接口子系统实施48-55
• 4.2.1 接口子系统硬件实施48-51
• 4.2.2 系统的Verilog实施51-55
• 4.2.3 串行总线的接口子系统实施效果55
• 4.3 面向射频通信接口的子系统实施55-62
• 4.3.1 接口子系统硬件实施55-58
• 4.3.2 系统的Verilog实施58-62
• 4.3.3 射频通信接口子系统实施效果62
• 4.4 本章小结62-63
• 第5章 系统测试63-73
• 5.1 FPGA仿真测试63-68
• 5.1.1 对以太网子接口的仿真测试63-65
• 5.1.2 USB子接口仿真测试65-66
• 5.1.3 射频通信子接口仿真测试66-68
• 5.2 硬件电路测试68-70
• 5.2.1 目测电路系统68
• 5.2.2 时钟信号测试68-69
• 5.2.3 通信接口测试69-70
• 5.3 系统整体传输测试70-71
• 5.4 测试结果分析71
• 5.5 本章小结71-73
• 结论73-75
• 结论73-74
• 展望74-75
• 参考文献75-81
• 致谢81

，

本文编号：661987