1. 研究目的与意义
usb (通用串行总线)作为一种外设连接技术,其具有速度快、通用性好、扩展性强、功耗低、稳定、易开发等众多优点,在实践中获得了广泛的应用,逐步成为pc机的一种标准接口。
而fpga(field-programmable gate array),即现场可编程门阵列,它是在pal、gal、cpld等可编程器件的基础上进一步发展的产物。可编程逻辑器件不仅使系统趋于小型化、集成化和高可靠性,而且具有用户可编程特性,这些优点将缩短系统设计周期,减小设计成本,降低设计风险。不仅如此,部分器件除具有用户可编程能力外,还具有简单的在线可编程能力。其中fpga编程则显得更加灵活。如果将fpga引入到usb通信系统中,无疑会使系统的体积更加小巧,其性能更加优越。而很多新的fpga支持完全的或者部分的系统内重新配置,允许他们的设计随着系统升级或者动态重新配置而改变,一些fpga可以让设备的一部分重新编辑而其他部分继续正常运行。
基于fpga的众多优点和usb的广泛应用,将fpga技术应用到usb接口技术中,所以fpga与微机的usb通信系统的研究具有一定的现实意义。
2. 国内外研究现状分析
目前USB设备虽已被广泛应用,比较普遍的是USB2.0接口,它的传输速度为480Mbps每秒,比USB 1.1标准快40倍左右,速度的提高对于用户的最大好处就是意味着用户可以使用到更高效的外部设备,而且具有多种速度的周边设备都可以被连接到USB 2.0的线路上,而基本上用单片机实现比用FPGA实现更广泛,但单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统,目前大部分还会具有外存。而且其处理速度没有FPGA快,这在日益提高传输速度的USB设备来说,FPGA更具有广阔的应用空间。
3. 研究的基本内容与计划
1. 3月1日-3月10日收集相关的材料,分析usb通信系统的结构和掌握vhdl语言。准备开题。
2. 3月10日-4月30日进行设计、实验阶段,主要内容为:
a.确定芯片的型号及大体思路;
4. 研究创新点
目前FPGA系统都还是以JTAG接口下载为主,但是随着计算机硬件的快速发展,电脑上的并口越来越少,USB接口越来越普遍,而FPGA本身具有的特点也使这项研究更具现实意义。
