基于SOPC的USB设备控制器设计

可编程片上系统将处理器、存储器、I/O接口等系统设计必需的功能模块集成到一个可编程逻辑器件上。其优点是具有灵活的设计方式、可裁减、可扩充、可升级,并具备软件硬件在系统可编程的功能。详细给出了基于Allem公司的SOPC器件完成USB设备控制器的设计方法和过程。首先是对USB控制器IP核功能模块的划分,然后是分模块进行具体的设计。重点讲述了串行接口引擎控制状态机和端点控制器的设计。最后,在实现USB设备控制器的基础上,对整个设计进行仿真、验证和综合。     

USB1.1设备控制器IP核的设计与实现

针对安全USB设备与PC主机数据通信的需要,依据USB1.1标准规范,文章设计一种USB1.1设备控制器IP核.该控制器IP核支持全速模式下控制、批量、中断三种传输方式,且传输端点数可配置.基于FPGA平台,对控制器IP核进行了实现,并在8051的配合下对实现进行了测试.测试结果表明其与主机之间的数据通信是可行的,可应用于SoC集成设计,为密码安全USB设备的开发奠定了基础.     

基于WISHBONE片上总线的USB2．0设备控制器IP核的设计

随着SOC技术的广泛发展和USB协议的普遍应用,在芯片设计时嵌入USB设备控制器IP核变得越来越重要.WISHBONE片上总线为IP核的相互通信提供了一种更为简单灵活的实现方法.本文基于WISHBONE片上总线,设计了符合USB 2.0协议的设备控制器IP软核,并通过仿真验证,符合设备使用要求.     

USB设备控制器IP核系统设计及FPGA实现

本文针对USB设备单芯片设计方法,介绍一种USB设备控制器IP核系统的设计,提出SIE核心控制流程,能满足设备控制器最大限度精简指令,同时对USB设备控制器如何屏蔽USB协议做了部分探讨,并简述了FPGA验证。     

AXI4总线的USB2.0设备控制器IP核设计

本设计依托星核计划——山东国产IP软核平台,基于最新片上总线AMBA4.0协议,使用VerilogHDL语言完成了主要由AXI4总线接口、ULPI模式控制、封包、解包和协议处理等模块组成的USB2.0设备控制器的IP核设计,通过综合验证证明了设计的正确性,并有效降低了FPGA逻辑资源占用率.可以根据实际应用要求将设计的USB2.0控制器IP核直接移植到FPGA内部,实现USB数据传输协议,省去了USB协议芯片,节省了产品开发成本,并且有效缩短了产品设计周期.     

基于AMBA总线的DMA控制器IP核设计与分析

介绍了一种设计基于AMBA总线的DMA控制器IP核的方法。用硬件描述语言(VHDL)来设计实现挂接在AMBA AHB总线上的DMA控制器,并通过可编程逻辑器件(FPGA)完成对设计的验证,最终形成可复用的IP软核,用到ASIC或FPGA中。     

内嵌8051的USB 2.0设备控制器IP设计

基于USB 2.0协议规范提出了一个USB 2.0设备控制器串行接口引擎SIE的IP核的设计,并内嵌8051软核作为其微控制器进行SoC设计。所设计的SIE核在FPGA开发板上经过验证。     

SOPC Builder中IP构件的设计与实现

Altera公司的SOPC Builder是一个灵活、方便的系统设计工具,用来在可编程逻辑器件上快速搭建片上系统。有效的片上系统设计依赖于可复用的IP核。介绍了可编程片上系统中IP核总线接口的设计,并结合实例说明如何将用户逻辑包装成SOPC Builder的IP构件,以方便今后的复用。     

基于MicroBlaze系统的USB主机控制器的实现

虽然USB设备在日常生活中得到了广泛的应用,但它们之间的数据交换却依赖于携带不便的PC.在文中实现了OPB接口的USB主机控制器,并和其他标准IP核一起组成一个MicroBlaze系统.该系统将处理器、总线、片上存储、外设控制器等都集成于一片FPGA内,实现了主机所需具备的大部分功能,通过它可以使得USB设备间的数据交换变得便捷有效.     

基于UTMI模型的USB 2.0 IP核开发测试验证设计研究

USB2.0因具有高速、易用、热插拔、低成本等特点而成为计算机接口技术的主流,具有广阔的应用前景。USB2.0系统一般分成主机/HUB控制芯片和设备接口控制芯片(即外设)两方面。传统意义的USB开发,仅是对USB外设的开发。USB外设包括FIFO及FIFO控制器、IDE硬盘、直接存储器存取控制器(DMAC)、串行接口引擎(SIE)、UTMI收发器、内存、微处理器单元(MPU)等部分,在USB2.0IP核开发时需要对设计的这些外设代码进行测试验证,测试时可以用自己设计的UTMI电路代码,但因其本身正确性还未加验证,因此测试较麻烦复杂,本文通过实践给出了在开发USB2.0系统时利用utmi_fzFlex-Model模型和自编task完成对USB功能块在事务层上各项作业通讯测试的方法和过程,仿真实践证明此方法是有效的,因此可为USB2.0IP核的设计开发提供参考帮助。     

基于FPGA的数据包分类研究

随着Internet规模的不断扩大和应用技术的不断进步,越来越多的业务需要对数据包进行实时快速的分类.可编程片上系统（SOPC）的设计是一个崭新的富有生机的嵌入式系统设计研究方向.在阐述可编程逻辑器件特点及其发展趋势的基础上,探讨了智力产权复用理念、基于嵌入式处理器内核和XilinxFPGA的SOPC软硬件设计技术,介绍了基于Internet的可重配置逻辑（IRL）技术并提出了设计实现方法.     

面向SOPC的异构IP快速集成

设计并实现了一个片上可编程系统（SOPC）设计工具ESIGE，它通过开放式的结构对不同来源的异构软核IP进行封装，对SOPC设计人员屏蔽了IP的复杂性．不同实现方式和不同总线接口的IP可以混合使用．ESIGE通过层次化的集成和灵活的IP互连方式支持复杂的IP互连结构，利用虚拟设计和自动化的IP集成显著地降低了SOPC设计的工作量．     

uIP协议栈在SOPC系统中的应用

为了提高嵌入式系统设计的灵活性,适应未来嵌入式系统发展的方向,提出了一个基于Xilinx FPGA利用片上可编程系统(system on a programmable chip,SOPC)技术实现以太网数据传输的方法.对整个系统的硬件结构,Xilinx SOPC设计所使用的工具、流程和采用的关键技术进行了介绍.在此基础上应用Xilinx的嵌入式开发套件,以Xilinx公司提供的知识产权(intellectual property,IP)核为基础,搭建了一个SOPC平台.将uIP协议栈应用于软件设计中,实现了驱动程序和应用程序的开发.与上位机进行通信测试的结果表明了该设计的可行性和有效性.     

FPGA在数据接收存储及传输中的应用

为了适应未来嵌入式快速发展的要求,提出了一种基于Xilinx FPGA利用片上可编程系统(system on a programmable chip,SOPC)技术实现大量数据的CF卡(compact flash)存储以及使用轻型IP协议(light weight IP,LwIP)进行数据传输的方法.对整个系统的硬件结构,Xilinx SOPC开发工具、流程和采用的关键技术进行了介绍.在此基础上应用Xilinx的嵌入式开发套件,以Xilinx公司提供的知识产权(intellectual property,IP)核为基础,搭建了一个SOPC平台.通过将CF卡、LwIP协议应用于软件设计中,实现了驱动程序和应用程序的开发,并通过与上位机进行通信测试,测试结果表明了该设计的可行性和有效性.     

随钻测量用微小型惯性测量单元设计

为满足随钻测量仪器在小口径油井、高频振动、强冲击等环境中的应用需求,使用光纤陀螺与石英挠性加速度计作为传感器组件,设计加速度计信号采样电路,小型化导航计算模块采用SOPC＋SDRAM＋FLASH,完成传感器信号采集、误差补偿、导航解算以及与上位机通信等功能。惯性测量单元（ IMU）集成了电源模块、传感器组件和导航计算机,最终制作成38 mm的随钻测量仪器。实验结果表明：当井斜角不小于5°时,样机能够达到系统姿态解算精度要求（井斜角误差小于±0.2°,方位角误差小于±2°,工具面角误差小于±0.2°）。     

基于SOPC的光电经纬仪通信系统设计

针对光电经纬仪系统中通信系统的特点和技术要求,提出一种基于SOPC(system on a programmable chip,可编程片上系统)技术的光电经纬仪数据通信系统的设计方案.通过在单片低成本的FPGA上集成多核并行处理架构,实现MIMD(multiple instruction multiple data,多指令多数据流)机制来达到提高通信数据处理速度、减少延时的目的.与传统的实现方案相比,该方案有着明显的优势.     

基于SOPC的网络视频平台的构建

片上可编程系统(System on a Programmable Chip,SOPC)是可编程逻辑器件在嵌入式领域的重要应用。基于SOPC构建了一个网络视频传输及显示平台,该平台接收来自以太网的图像,经过处理后,通过数字视频接口传输到显示设备进行显示。详细描述了硬件平台和软件平台的创建,以及测试该系统的方法,在该平台上可以扩展视频监控、远端视频显示等应用。     

基于SOPC的嵌入式Web服务器设计与实现

设计并实现了基于SOPC技术的嵌入式Web服务器,简单介绍了SOPC技术的特点及构建方法,随后对该嵌入式Web服务器的实现在硬件和软件两方面都作了详细论述,其中运用NiosII软核处理器作为主控制器,实时多任务操作系统uC/OS-II为应用软件运行平台,简化的TCP/IP协议LwIP为应用层通信协议。具有设计灵活、可重构、集成度高、实现风险低、开发周期短的优点。     

基于FPGA的图像采集与VGA显示系统

针对传统的PCI图像采集卡的弊端,利用Altera公司的DE2开发平台,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的图像采集与VGA显示系统。该系统以嵌入了NiosⅡ软核的可编程逻辑芯片FPGA作为控制器,以图像传感器、数字存储器、视频D/A转换器、VGA显示接口等作为FPGA外设,利用可编程片上系统(SOPC)技术实现对FPGA及其外设的编程与控制,最终实现对实时图像的采集、处理与显示。设计结果表明,利用SOPC技术实现的电子系统具有设计方法灵活高效、可移植性强、易于实现高速数据采集、通用性好等优势。     

基于FPGA的NS3D程序移植和优化

为提高飞行器设计环节中NS3D程序的性能,提出了一种基于FPGA进行软硬件结合的优化方法。该方法运用FPGA搭建了嵌入式可编程片上系统,并对NS3D进行了代码性能分析和移植优化。该方法基于硬件实现了核心运算模块的硬件封装,并利用高速以太网接口实现PC和FPGA之间的数据交互,进行NS3D程序向嵌入式环境的移植,最终实现了整个NS3D程序的速度提升和性能优化。该嵌入式开发方案不仅较好地利用FPGA完成了控制电路的软硬件设计,并且为后续其它功能模块向FPGA移植提供了便利的基础和开发环境。采用该方法对NS3D程序进行了运算,并将仿真与实验结果与原始程序进行比较,结果表明了该方法的优越性。