基于fpga的数据采集系统的设计与实现

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1、万方数据第19卷V01．19第l期No．1电子设计工程ElectronicDesignEngineering20l1年1月Jan．20ll基子FPGA的数据采集系统的设计与实现刘春雅1，程旭2，赵辉昌3(I．陕西国防工业职业技术学院电子工程系．陕西西安710300；2．西安科技大学机械工程学院。陕西西安710054；3．西安电子科技大学电子工程学院，陕西西安710071)摘要：基于FPGA和USB2．0的技术方案．设计了一种高速化和集成化的数据采集系统。该系统是以Ahera公司的FPGA芯片EP2C5T144为主控芯片．以Cypress公司的EZ—USBF

2、X2芯片为传输手段设计实现的。首先详细介绍了整体系统的框架结构和硬件接13'电路．其次．在硬件平台完成的基础上采用VerilogHDL硬件描述语言设计完成了FPGA控制接口电路的代码。并设计完成了USB2．0的固件程序。最终通过软硬件系统联调完成了系统测试，谊测试结果表明整个系统功能正确。能够完成一般情况下数据采集的任务需求。关键词：FPGA；USB2．0；数据采集；CY7C68013A；MedelSim中图分类号：TP335+．1；1’P274+．2文献标识码：A文章编号：1674-6236(2011)01-005l—04Designandrealiza

3、tionofdataacquisitionsyrstembasedonFPGAUUChun-ya。，CHENGXu2．ZHAOHui-chan93(I．Department．ofElectronicEngineering，ShaanxiGuofangInstituteofTechnology，Xi'an710300。China；2．Department．ofmechanicalengineering。Xi'anUniversityofScienceandTechnology，Xi'an710054，China；3．Department．ofElectron

4、icEngineering，XiDianUnivers‘钞，Xi'an710071．China)Abstract：BasedonFPGAandtheUSB2．0technical，thispaperdesignedonekindofhighspeedandintegrateddataacquisitionsystem．ThissystemtookAheraCorporation'sEP2C5TI44FPGAasthemastercontroller．andtookCypressCorporation'sEZ-USBFX2髓thetransmissionme

5、thod．Firstly．integratedsystem'sframeconstructionandthehardwareinterfacecircuitwereintroducedindetail．Secondly。basedontheimplementafhardwareplatform。interfacecodew鹕designedbyusingVerilogHDL．andUSB2．0firmwareprogramWaSdesigned．Finally。thesystemtestw聃completedthroughsoftwareandhardwa

6、resystem．Thistestresultindicatesthattheoverallsystemfunctioniscorrect，anditCanaccomplishthedataacquisitiondutyundercertaincircumstances．Keywords：FPGA；USB2．O；dataacquisition；CY7C68013A；ModelSim随着嵌入式技术的飞速发展．对嵌入式系统的应用需求也呈现出不断增长的态势．因此．嵌入式技术也相应地取得了重要的进展．系统设备不断向高速化、集成化、低功耗的方向发展III。现场可编程

7、fl阵列FPGA经过近20年的发展。到目前已成为实现数字系统的主流平赍之一。FPGA具有单片机和DSP无法比拟的优势．相对于单片机和DSP工作需要依靠其上运行的软件进行．FPGA全部的控制逻辑是由延时更小的硬件来完成的。通朋串行总线(USB)是现代数据传输的发展趋势，是解决计算机与外设连接瓶颈的有效手段．USB2．0版本在原先的版本基础上实现许多技术上的琶跃与进步嘲。USB2．0协议规范有以下主要优点：I)速度快．接口的传输速度高达480Ml／s。远大于PCI接口的132Mb／s的传输速度；2)连接简单．所有的USB外设利片J通HI的电缆町简单方便地连人P

8、C机中．安装过程高度自动化：3)支持多设备连接．USB接口支持多个