基于FPGA開發(fā)的CPCI總線多功能卡及WDM驅(qū)動程序設(shè)計與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著集成電路設(shè)計方法的迅速發(fā)展，基于IP（Intellectual Property）核的電路設(shè)計方法正廣泛應(yīng)用到各類通信接口電路設(shè)計中，該方法不僅能提高設(shè)計效率、縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期，而且所建立的IP庫能為今后的設(shè)計降低成本。采用CPCI(Compact Peripherial Component Interface)總線的通信板卡被廣泛地應(yīng)用在軍事、工業(yè)控制、電信等領(lǐng)域。它兼容PCI總線，且具有傳輸速度快、可靠性高、兼容性好等特點(diǎn)，但

2、是基于CPCI總線的通用串行通信接口卡，大多采用國外的芯片，昂貴的價格導(dǎo)致設(shè)計成本很高，關(guān)鍵是缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)。本論文所進(jìn)行的基于FPGA開發(fā)的CPCI總線多功能卡及WDM驅(qū)動程序設(shè)計屬于自主研發(fā)，因而具有現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)際應(yīng)用價值。
　　 論文首先對CPCI總線協(xié)議以及UART數(shù)據(jù)傳輸格式及兩個軟核的功能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的分析，詳細(xì)討論了各功能模塊的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)方法；并在PCI軟核設(shè)計中考慮可靠的代碼設(shè)計，為了解決PCI接口與用戶接口

3、之間的不同時鐘域之間數(shù)據(jù)的傳輸，提出了采用改進(jìn)型格雷碼指針方式和同步器并用的設(shè)計方法實(shí)現(xiàn)異步FIFO。另外，在UART的動態(tài)擴(kuò)展電路中提出了一種即節(jié)省中斷資源又保持實(shí)時性和高可靠性的中斷管理機(jī)制；接著利用QuartusII工具分別對兩個軟核進(jìn)行了功能仿真以及兩個軟核綜合之后的時序仿真，并通過實(shí)現(xiàn)PCI總線多端口通用串行通信卡的硬件電路設(shè)計，采用邏輯分析工具SignalTap II對驗(yàn)證板進(jìn)行了驗(yàn)證，仿真和驗(yàn)證結(jié)果都表明所設(shè)計的兩個軟核分

4、別符合PCI總線規(guī)范V2.2版本和UART數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議；另外，討論了在驗(yàn)證板PCB布線中的關(guān)鍵問題；最后，對使用WDM技術(shù)開發(fā)設(shè)備驅(qū)動程序進(jìn)行了論述，開發(fā)了在Windows2000下具有即插即用的PCI總線的多串口卡驅(qū)動程序，并編寫了相應(yīng)的應(yīng)用程序?qū)ζ溥M(jìn)行測試。
　　 測試結(jié)果表明該通信卡能被PC機(jī)識別并得到分配資源空間，同時在設(shè)備管理器中枚舉出多個串口。通過應(yīng)用程序的連續(xù)測試，顯示數(shù)據(jù)傳輸正確且系統(tǒng)硬件電路和驅(qū)動程序工作正常，