FPGA与USB主机控制器通信系统的设计与实现

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1、西安电子科技大学学位论文独创性声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：歪3：毳关于论文使用授权的说明本人完全了解西

2、安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。(保密的论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：圣墨益导师签名：纽摘要随着FPGA嵌入式应用的发展和USB通信协议的日趋成熟，微处理器之间的

3、通信技术已经深入到航空航天、电信设备、家用电器等各个领域。基于FPGA的SOPC嵌入式系统以微处理器为核心，以计算机技术为基础，其主要特点是实时性强。通用串口总线USB具有高速度、低成本、低功耗、即插即用和使用方便等特点；同时，USBOTG技术的诞生，使得两USB设备在没有PC参与的情况下进行数据传输成为可能。因此本文将FPGA嵌入式应用和USB技术结合起来，设计并实现了一套FPGA和USB主机控制器通信的嵌入式系统。本文在分析了基于XC5VLXl10T芯片的MicroBlaze软核处理器及其外围设

4、备的组成结构和特点的基础上，研究了USB主机控制器CY7C67300通信的固件实现方式，建立了FPGA与USB主机控制器的通信系统。测试表明，本系统的FPGA与USB主机控制器通信速率高，平均速率可达1．67MB／s，数据传输过程和固件下载过程稳定，USB数据通信最高可达到全速1．5MB／s，达到了预期效果。首先，本文根据FPGA与外部处理器通信的功能，按照HPI通信的原理给出了FPGA的硬件设计方案，其中最为重要的EPC模块是完成HPI通信的关键，利用Xilinx公司的EDK软件完成MicroBl

5、aze系统的搭建和IP核的参数配置，然后添加了FPGA外围的串口测试电路，使用ISEl2．2软件进行系统的硬件综合。其次，基于MicroBlaze处理器设计了FPGA端的应用程序，用来完成FPGA和USB主机控制器的HPI通信。最后，为了协同FPGA和USB主机通信系统工作，针对PC机和USB键盘，分别设计了两套USB通信的固件程序进行系统测试。关键词：FPGASOPO系统HPI通信USB主机控制器AbstractWiththedevelopmentofFPGAembeddedapplication

6、andthematurityoftheUSBprotocol，thecommunicationtechnologybetweentwomicrocomputershasinvolvedinvariousfields．suchasaerospace，telecommunicationequipments，householdappliances，etc．TheSOPCembeddedsystemofFPGAhasthecharacteristicofahighreal-time，withthecoreo

7、famicrocomputerandthebasementofthecomputertechnology．TheUniversalSerialBushasmanycharacteristicsashighspeed，lowcost，lowpowerconsumption．plugandplayandeasytouse；MeanwhilethebinofOTGtechnologymal(esthecommunicationsbetweentwoUSBequipmentspossiblewithoutP

8、C．Thus，thereistheembeddedsystemofcommunicationbetweenFPGAandUSBhostcontrollerdesignedandachievedeventuallywiththecombinationofFPGAembeddedapplicationandUSBtechnologyinthispaper．Itisfinallyachievedthattheembeddedsystemofcommunicationbetw