首页
|
新闻
|
新品
|
文库
|
方案
|
视频
|
下载
|
商城
|
开发板
|
数据中心
|
座谈新版
|
培训
|
工具
|
博客
|
论坛
|
百科
|
GEC
|
活动
|
主题月
|
电子展
注册
登录
论坛
博客
搜索
帮助
导航
默认风格
uchome
discuz6
GreenM
»
FPGA/CPLD可编程逻辑
» 基于USB3.0和FPGA的多串口传输系统设计(2)
返回列表
回复
发帖
发新话题
发布投票
发布悬赏
发布辩论
发布活动
发布视频
发布商品
基于USB3.0和FPGA的多串口传输系统设计(2)
发短消息
加为好友
yuyang911220
当前离线
UID
1029342
帖子
9914
精华
0
积分
4959
阅读权限
90
在线时间
286 小时
注册时间
2014-5-22
最后登录
2017-7-24
论坛元老
UID
1029342
性别
男
1
#
打印
字体大小:
t
T
yuyang911220
发表于 2015-1-28 07:55
|
只看该作者
基于USB3.0和FPGA的多串口传输系统设计(2)
数据采集
,
仿真软件
,
工程
,
左右
3 FPGA逻辑设计
FPGA采用了Altera公司的CycloneIII系列的3C40-C8,其逻辑门数有200万门左右,最高工作频率可以达到300MHz。整个工程使用了Verilog语言编写,整个工程的综合、布局布线都是在Quartus11.0版本下进行,仿真软件使用Modelsim6.5se版本。本设计中FPGA逻辑设计主要包括485数据采集模块及与FX3的读写时序控制逻辑,整个工程使用逻辑单元,片上RAM使用率接近系统的95%,整个系统工作频率为100MHz。
3.1 逻辑模块设计
系统的逻辑模块分为时钟模块、FX3发送/接收缓存模块、发送/接收控制模块、FX3读写控制模块、485接收模块、485发送模块以及配置串口参数模块。
整个系统的数据流分为两个过程:485数据采集过程和485发送控制命令过程。
(1)485数据采集过程:485数据通过485接收模块传送给FX3接收缓存模块,在FX3数据接口没有被占用时,通过FX3读写控制模块发送给USB3.0芯片并传到PC端。
(2)485数据发送过程:USB3.0芯片通过FX3读写控制模块将数据发送到FX3发送缓存模块中,在收发控制模块检测到相关串口空闲后通过485发送模块将相关数据发送出去。
485收发相对于USB3.0速度来说,属于慢速设备。为了提高USB3.0总线利用率,此处只设计了两种缓存,即接收缓存和发送缓存,大小都设置为512KB,80路的485接收和发送buffer最终都汇聚到这两种缓存上,有效地减少了短包和空包发生率。
3.2 FX3接口时序
FPGA与FX3之间采用了Slavefifo模式,FPGA通过状态标志的flaga、flagb、flagc、flagd来判断FX3的接收/发送缓存的数据状态,当flaga/flagc为高时,表示FX3缓存中接收到了数据;当flagb/flagd为高时,表示FX3的发送缓存为非满状态,FPGA可对其进行写数据操作。
图3所示为FX3的A通道读时序,FPGA先检测i_usb_flaga是否为高电平,如果为高电平则表示A通道buffer中有数据可读,此时将通道地址信号设置为0,片选信号o_usb_slcs_n/o_usb_sloe_n拉低,o_usb_slrd_n信号拉低后,在4个时钟之后,数据将出现在io_usb_dq上,如果进行写操作则将o_usb_slwr_n拉低。对应的通道号地址选对,同时将片选信号拉低即可,写通道时序如图4所示。
图 3 FX3 的 A 通道数据读取时序
图 4 FX3 的 B 通道写数据时序
4 通信速度实验结果
利用Cypress的Streamer软件,可以测试该USB3.0传输系统的传输速率。将Packets per Xfer设置为256,在win764位下(电脑配置为华硕N53XI241SN,Fresco FL1000系列的控制器)的传输速率测试结果为2.5Gb/s,满足了整个系统的性能,如图5所示。
图 5 读速率测试结果图
该系统适合于超高速数据的传输,具有电路简单、体积小等优点。FPGA技术与USB3.0的结合有极大的灵活性和可扩展性,基于FPGA和USB3.0的突出优点,该设计方案必将应用在更广阔的领域。
收藏
分享
评分
继承事业,薪火相传
回复
引用
订阅
TOP
返回列表
ARM
DSP技术
综合技术交流
无线技术
嵌入式技术
职场驿站
工业控制
资料共享
X86
MCU 单片机技术
电商论坛
Pine A64
资料下载
方案分享
FAQ
行业应用
消费电子
便携式设备
医疗电子
汽车电子
工业控制
热门技术
智能可穿戴
3D打印
智能家居
综合设计
示波器技术
存储器
电子制造
计算机和外设
软件开发
分立器件
传感器技术
无源元件
资料共享
PCB综合技术
综合技术交流
EDA
MCU 单片机技术
ST MCU
Freescale MCU
NXP MCU
新唐 MCU
MIPS
X86
ARM
PowerPC
DSP技术
嵌入式技术
FPGA/CPLD可编程逻辑
模拟电路
数字电路
富士通半导体FRAM 铁电存储器“免费样片”使用心得
电源与功率管理
LED技术
测试测量
通信技术
3G
无线技术
微波在线
综合交流区
职场驿站
活动专区
在线座谈交流区
紧缺人才培训课程交流区
意见和建议