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摘要:本文設(shè)計功能為基于FPGA的USB通信控制器，在USB模塊中使用的芯片為CH376，該芯片具有支持USB通信傳輸?shù)墓δ堋H376芯片在工作模式中有兩種設(shè)備方式，分別為USB設(shè)備方式和USB主機方式，并且內(nèi)部的基本固件設(shè)置了USB的通信協(xié)議，獨特的通訊協(xié)議的固件，通訊SD卡的接口固件，內(nèi)部設(shè)置FAT16和FAT32系統(tǒng)管理固件和FAT12文件，以及USB的存儲設(shè)備。本文主要內(nèi)容是在FPGA平臺上實現(xiàn)基于FPGA的USB控制器的設(shè)計，設(shè)計模擬了基于FPGA的USB控制器模塊的設(shè)計，在QuartusII軟件中用硬件描述語言編寫了USB的接口功能等程序代碼，然后在軟件支持下生成了原理圖模塊。并且連接好各個模塊，最后進行時序仿真。 本次設(shè)計主要是在USB控制協(xié)議這個大背景下，使用數(shù)字系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)在硬件描述語言的支持下，實現(xiàn)了基于FPGA的USB控制器的設(shè)計。在本次系統(tǒng)的設(shè)計過程中鞏固學(xué)習(xí)程序設(shè)計語言之后結(jié)合EDA工具軟件QuartusⅡ?qū)Τ绦蜻M行編寫以及編譯檢查，在保證程序正確能夠正常運行后進行整個工程的綜合測試。完成綜合測試之后對前期程序的邏輯功能分模塊進行仿真，數(shù)據(jù)的傳輸與發(fā)送部分通過使用Modelsim來對前期的邏輯設(shè)計功能進行驗證與仿真，最終基于FPGA的USB控制器的設(shè)計。
關(guān)鍵詞：FPGA；硬件描述語言；CH376；USB
目錄 摘要 Abstract 1 緒 論-1 1.1 研究背景及意義-1 1.2 主要完成工作-1 1.3 本文組織結(jié)構(gòu)-2 1.4 相關(guān)技術(shù)概述-2 2 設(shè)計使用的相關(guān)技術(shù)介紹-3 2.1 Quartus軟件介紹-3 2.2 ModelSim軟件介紹-3 2.3 FPGA技術(shù)介紹-3 2.4 硬件描述語言概述-4 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計-5 3.1 系統(tǒng)設(shè)計要求-5 3.2 FPGA核心板部分的硬件設(shè)計-6 3.2.1 FPGA核心板部分的時鐘設(shè)計-6 3.2.2 FPGA核心板部分電源管理設(shè)計-6 3.2.3 FPGA核心板部分調(diào)試接口設(shè)計-7 3.2.4 FPGA核心板部分輸入結(jié)構(gòu)設(shè)計-8 3.3 USB部分的硬件設(shè)計-9 3.3.1 USB部分整體設(shè)計-9 3.3.2 USB部分電源指示燈設(shè)計-10 3.3.3 USB部分SD卡結(jié)構(gòu)設(shè)計-10 3.3.4 USB部分CH376芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計-11 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計-12 4.1 整體軟件設(shè)計-12 4.1.1 FPGA模塊仿真波形圖-12 4.1.2 FPGA儲存模塊仿真圖-13 4.1.3 FPGA系統(tǒng)工作狀態(tài)仿真波形圖-14 4.2 系統(tǒng)軟件運行演示-15 4.2.1 配置軟件環(huán)境-15 4.2.2 數(shù)據(jù)傳輸格式設(shè)置-16 4.2.3 單通道通信傳輸-17 4.2.4 雙通道通信傳輸-18 結(jié) 論-19 附錄B 軟件部分程序-22 致 謝-24 |
