基于fpga串行总线的研究和实现

《基于fpga串行总线的研究和实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringResearchandRealizationofFPGA-BasedSerialBusAThesisinAerospaceManufactureEngineeringbyJianLuAdvisedbyProf.LenianZhangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMast

2、erofEngineeringJanuary,2013承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要智能在线高速烟草异物剔除系统是用于剔除烟草中异物的专用自动化

3、设备。本课题研究的基于FPGA的串行总线是设备控制部分的主体。传统的剔除阀控制采用并行的方式，一个剔除阀对应I/O板卡的一个I/O接口。该控制方式的传输方式是并行传输方案，信号容易受干扰，系统的安全性和可靠性低，并且连接需要使用大量传输电缆，工程造价高，检修维护不便。为解决传统剔除阀控制系统的不足，本课题设计了基于FPGA的串行总线，以替代原来的并行控制模块。该串行总线的核心是基于FPGA设计的信号发送卡与信号接收卡。该设计目的是将工控机发出的并行信号高速转换成串行信号传输，采用基于PCI总线的方式将计算机控制信号传输至基于FPGA设计的信号发送卡，该发送卡将并行

4、信号转换成串行信号传递给信号接收卡，基于FPGA设计的接收卡将信号还原为并行信号并驱动剔除阀工作。该串行总线能解决现有的剔除阀与工控机之间信号易受干扰，接线繁杂，设备结构繁复，后期维护困难等问题。本文在进行大量的理论研究和工程实践的基础上，阐述了串行通信的基本理论和高速数字系统设计的基本理论，研究了FPGA技术、VerilogHDL硬件描述语言的编写方法及PCB技术，设计了PCI局部总线接口电路、电平转换电路、端口地址设定与串行速率调节电路、数据串行输出电路、数据接收电路、剔除阀驱动电路和信号发送卡与接收卡的PCB图，并用VerilogHDL为设计的硬件电路编写程

5、序，实现相应的时序功能和逻辑功能。本课题研究的基于FPGA设计的串行总线已经完成设计并制成样品，通过实验测试和现场试用证明了其可行性。关键词：FPGA，串行总线，高速通信，PCI总线I基于FPGA的串行总线的研究与实现ABSTRACTTheintelligentonlinehighspeedtobaccoforeignsubstanceremovalsystemisaspecial-purposeautomationequipmentforeliminatingtobaccoforeignsubstance.Thisdissertationistostudythe

6、mainpartofdevicecontrolsectionbasedontheFPGAserialbus.Thetraditionalremovalvalveusedparallelmanner,inwhicharemovalvalvecorrespondstoanI/OinterfaceoftheI/Ointerfaceboard.Duetothetransportationmethodofcontrolmannerwhichusesparalleltransmission,thesignaliseasilydisturbed,thesecurityandre

7、liabilityofthesystemislow,thewholeprojectcostsagreatquantityofconnectioncableandmoney,andthemaintenanceisextremelyinconvenient.Inordertosolvethedefectsofremovalvalvecontrolsystem,thisstudyistodesignaserialbustoreplacetheoriginalparallelcontrolmodulewhichbasedonFPGA.Thecoreoftheserialb

8、usiss