基于FPGA的集成控制系統(tǒng)設計與應用研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代微電子技術的發(fā)展，半導體芯片的集成度和速度迅速提高，為以微電子芯片為基礎的控制系統(tǒng)的設計和開發(fā)提供了新的方法。在工業(yè)控制系統(tǒng)的設計方面，用戶對系統(tǒng)的集成度和速度的要求日益提高，而且對系統(tǒng)提出了更高的設計靈活性和可持續(xù)性開發(fā)的要求。在大型工業(yè)噴墨打印機的整個控制系統(tǒng)中，數據控制卡的數據傳輸速度是影響系統(tǒng)速度的重要因素，而且由于打印頭的速度和個數不斷的增加，這就需要更高性能的控制系統(tǒng)，微電子技術的發(fā)展為系統(tǒng)性能的提高提供了條件。

2、 FPGA（Field Programmable Gate Array）的制造技術不斷發(fā)展，它的功能、用處和可靠性逐漸增加，可編程邏輯器件（FPGA/CPLD）在各個行業(yè)也顯現(xiàn)出自身的優(yōu)勢。FPGA與ASIC相比，不同點主要在于FPGA允許用戶根據自己的需要來建立自己的模塊，為用戶的升級和改進留下廣闊的空間。FPGA已經出現(xiàn)了逐漸的代替ASIC的趨勢，F(xiàn)PGA本身的工藝水平不斷提高，速度更高，密度也更大，其設計方法的靈活性降低了整個

3、系統(tǒng)的開發(fā)成本，F(xiàn)PGA設計成為電子自動化設計行業(yè)不可缺少的方法。 作者根據大型工業(yè)噴墨打印機對數據控制卡要求的不斷提高，設計并開發(fā)出新結構的數據控制卡，設計使數據傳輸的速度不再成為瓶頸，為以后的可持續(xù)開發(fā)建立了一個基本的結構。本文在數據控制卡的設計上做出以下的研究與應用： 1.對工業(yè)噴墨打印機的要求進行了分析，并對打印控制卡的軟硬件功能進行總體劃分。設計中用到同步交替?zhèn)鬏數姆椒?，解決了打印頭等待數據時間問題。

4、 2.在數據控制卡的硬件設計中認真考慮和分析數據傳輸的速度問題，采用DMA模式和高速的SDRAM存儲芯片，硬件電路從結構和模式上都采用了高速的數據通道。 3.該數據控制卡在開發(fā)中充分利用了FPGA設計的靈活性，采用了內部硬化的SDRAM控制器直接讀寫緩存，并設計了整個控制卡的打印狀態(tài)轉換圖。論文還對FPGA內部各個功能模塊進行詳細劃分和說明。 設計中通過FPGA控制速度更高的SDRAM緩存芯片，通過USB2.0接收上