高速数据传输控制卡的设计与实现

发布时间：2017-08-31 19:20

  本文关键词：高速数据传输控制卡的设计与实现

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【摘要】：USB通用串行总线因其具有即插即用,支持热插拔等特点,于计算机与外设之间信息传输、供电应用广泛。近年来随着科技进步,高速乃至超高速的海量数据传输有着广泛的需求,公司开发的集成电路测试设备对于大规模高速的数据传输与控制中间件的需求已提上日程。目前USB2.0协议应用于诸多领域,但因其协议本身特性,传输速率已经不能满足目前工程上更高的需求。本文所阐述的内容主要包括以下几个方面:1.针对目前高速大规模数据传输与控制的迫切需求,通过分析USB2.0协议以及其他协议、传输中间件设计优缺点,并详细叙述USB3.0协议所具有的优点与新特性,依照USB3.0协议的特性,验证高速数据传输控制卡模块开发的可行性。2.分析市面现有的USB3.0芯片,根据项目目的与需求选用CYUSB3014作为USB控制芯片,根据芯片的特性,设计了基于USB3.0硬件架构并进行PCB布局。开发并设计USB芯片的嵌入式程序、FPGA逻辑与上位机的驱动。3.设计完整的测试方法,并进行实际的测试实验,加以对本设计的高速数据传输控制卡的验证。针对在数据传输控制卡中的设计上的不足进行总结,用于以后进行改进或二次开发需要注意的事项。
【关键词】：USB3.0 超高速数据传输 CYUSB3014 FPGA
【学位授予单位】：解放军信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP334.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 中间件接口协议的研究现状9
• 1.2.2 USB2.0 研究现状9-10
• 1.2.3 USB3.0 研究现状10-11
• 1.3 论文的研究内容本文的主要内容11
• 1.4 论文的组织结构本文组织结构11-12
• 第二章 高速数据传输控制卡的总体设计方案12-24
• 2.1 USB3.0 高速数据卡的需求与可行性分析12-13
• 2.1.1 USB3.0 高速数据卡的需求分析12
• 2.1.2 USB3.0 高速数据卡的可行性分析12-13
• 2.2 USB3.0 高速卡数据传输控制体系架构设计方案13-17
• 2.2.1 传输流程设计14-16
• 2.2.2 开发流程设计16-17
• 2.3 USB3.0 协议研究与分析17-21
• 2.3.1 超速总线协议架构18-20
• 2.3.2 超速通信流模型20-21
• 2.4 USB控制器芯片的研究21-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 高速数据传输控制卡的硬件设计24-34
• 3.1 硬件结构介绍24-25
• 3.2 电源与地电路设计25-27
• 3.2.1 5V电源电路26
• 3.2.2 3.3V电源电路26-27
• 3.2.3 1.5V电源电路27
• 3.3 外部时钟电路27-29
• 3.3.1 USB芯片外围时钟电路27-28
• 3.3.2 FPGA外围时钟电路28-29
• 3.4 逻辑电路设计29-31
• 3.5 I2C电路设计31
• 3.6 PCB与抗干扰设计31-33
• 3.6.1 电磁兼容性设计32
• 3.6.2 信号完整性设计32
• 3.6.3 PCB设计要求32-33
• 3.7 本章小结33-34
• 第四章 高速数据传输控制卡软件中间件的设计34-48
• 4.1 相关技术分析34
• 4.2 CYUSB3014固件程序设计34-38
• 4.2.1 开发环境介绍34-35
• 4.2.2 固件程序设计35-38
• 4.3 FPGA逻辑设计38-40
• 4.3.1 FPGA开发环境介绍38
• 4.3.2 FPGA的PLL倍频38-39
• 4.3.3 读写时序设计39-40
• 4.4 驱动程序设计40-44
• 4.4.1 驱动程序概述40-41
• 4.4.2 USB3.0 驱动设计41-42
• 4.4.3 驱动的inf文件42-44
• 4.5 系统功能性测试44-47
• 4.6 本章小结47-48
• 第五章 总结与展望48-49
• 5.1 本文工作总结48
• 5.2 下一步展望48-49
• 致谢49-50
• 参考文献50-52
• 作者简历52

【参考文献】

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1 韦晓月;;我国集成电路发展现状及对策分析[J];电子制作;2013年16期

2 王江峰,张晓力;虚拟仪器的现状与发展[J];北京工商大学学报(自然科学版);2002年04期

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本文编号：767433