基于FPGA的USB2.0接口设计.doc

摘要：近年来，数字集成电路因为科学技术的不断提高而得到了广泛的应用。通用串行总线USB(Universal Serial Bus)是一种标准接口用于计算机与外围设备互连，它不仅传输速度快，而且可以同时支持多个外围设备，是一种点对点的通信接口。FPGA(现场可编程门阵列）是指一切通过软件手段更改、配置器件内部连接结构和逻辑单元，完成既定设计功能的数字集成电路。

本设计主要通过开发工具Vivado软件，用Verilog语言设计实现FPGA通过FX2 USB 2.0接口芯片与PC机进行高速数据通信。实现FPGA通过FX2 USB 2.0接口芯片与PC机进行高速数据通信，主要分为读数据，写数据和读写数据3部分内容。运用FX2 CY7C68013芯片和Slave FIFO模式时序，完成FX2的固件设计以及USB驱动程序设计，从而实现FPGA与PC机之间的USB接口通信。

关键词: FPGA;USB2.0;FX2芯片;通信

目录

摘要

Abstract

第一章  绪论-1

1.1引言-1

1.2 USB2.0接口的发展以及国内外研究现状-1

1.3课题研究的意义-2

1.4 本文研究内容-2

第二章  FPGA的介绍-4

2.1 FPGA的背景-4

2.2 FPGA的发展历程-4

2.3 FPGA的工作原理-5

2.4 FPGA的结构-5

2.5 FPGA 的特点-6

2.6 FPGA的优势-6

2.7 本章小结-6

第三章  利用FPGA实现USB2.0通信接口-7

3.1 USB2.0接口的实现方式-7

3.2 FX2接口芯片的Slave FIFO传输模式-7

3.3 Salve FIFO模式的典型操作时序-8

3.3.1同步Salve FIFO写操作-8

3.3.2同步Salve FIFO读操作-8

3.3.3异步Salve FIFO写操作-9

3.3.4异步Salve FIFO读操作-9

3.4 USB2.0接口的典型应用-10

3.5本章小结-10

第四章  通过FX2 USB2.0接口实现FPGA与PC机的高速数据通信-11

4.1  FX2的固件设计-11

4.2 状态机的使用-12

4.3 USB接口通信实现步骤-13

第五章  总结-17

结束语-18

致  谢-19

参考文献-20