论文摘要
嵌入式超声检测设备由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。随着技术的不断进步,其未来的趋势是小型化,低功耗。在嵌入式超声检测设备中,外围硬件设备和嵌入式微处理器之间的通讯需要接口设备来进行,而专用接口设备在嵌入式系统中对体积、成本有很大的影响。本设计以实际课题为背景,利用FPGA芯片和硬件编程语言,针对PS/2设备、电视解码芯片和硬盘这三种外围设备,设计PS/2键盘接口模块、PS/2鼠标接口模块、硬盘ATA接口模块和电视信号接口模块,用来替代专用接口设备,实现外围设备和嵌入式微处理器之间通讯。具体的工作包括硬件编程语言源文件的编写和修改;仿真文件的编写和修改;在嵌入式系统中的测试和修改。最终在ALTERA公司的EP2c35672上实现了鼠标、键盘和硬盘的接口设计,并且和视频解码芯片cx25781配合,实现电视信号接口功能本文阐述了FPGA的开发流程;PS/2设备、电视解码芯片和硬盘这三种外围设备通信协议的介绍;接口模块设计思路的介绍,主要是对模块中有限状态机的设计思路进行介绍;对接口模块的仿真结果进行分析,主要是分析有限状态机的状态值和模块的输入输出,判断模块功能仿真是否满足设计要求;在嵌入式系统中的测试方法和遇到的问题及其解决方法的介绍;接口模块的与外围设备的连接方式及其在FPGA芯片中所占的资源。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 课题背景和意义1.2 嵌入式系统接口技术的发展1.3 本文的主要研究工作第2章 FPGA开发流程2.1 FPGA的结构和特性2.1.1 FPGA的基本结构2.1.2 主流FPGA产品和开发工具2.2 FPGA的开发流程2.3 本章小结第3章 PS/2 模式下鼠标键盘接口的设计3.1 PS/2 鼠标键盘通讯协议3.1.1 PS/2 设备到主机的通讯过程3.1.2 主机到PS/2 设备的通讯3.2 PS/2 模式下鼠标接口设计3.2.1 PS/2 鼠标接口模块算法设计3.2.2 PS/2 鼠标接口模块仿真3.2.3 PS/2 鼠标接口模块在系统上的调试3.3 PS/2 模式下键盘接口设计3.3.1 PS/2 键盘接口模块算法设计3.3.2 PS/2 键盘接口模块仿真3.3.3 PS/2 键盘接口模块在系统上的调试3.4 PS/2 模式下鼠标键盘接口模块在系统上的实现3.5 本章总结第4章 电视信号输出接口的设计4.1 电视芯片cx25871 功能介绍4.2 电视信号输出接口设计4.2.1 电视信号输出接口模块算法4.2.2 电视信号输出接口模块仿真4.2.3 电视信号输出接口在系统上的调试4.3 电视信号输出接口模块在系统上的实现4.4 本章小结第5章 硬盘ATA接口设计5.1 硬盘ATA接口标准简介5.2 硬盘ATA接口模块设计5.2.1 硬盘ATA接口模块算法设计5.2.2 硬盘ATA接口模块仿真5.3 本章小结结论参考文献致谢
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