论文摘要
PCI总线作为一种局部总线,以其高速的吞吐率,为中央处理器及高速外围设备提供了一座桥梁。基于PCI总线技术的多媒体数据卡可以应用于各种大量数据实时采集、传输的场合,包括音视频、工业、军事等诸方面的数据采集与传输。本课题将其应用于数字化语言教学实验室的音视频数据采集与传输,完成与终端的语音、视频、文本数据的交互。其特点是结合PCI总线和FPGA可编程技术,通过自行设计的基于时分复用技术的高速异步串行通信协议,保证了大流量数据流的实时、恒速传输,不产生数据断裂,为提高外语和普通话教学的效果提供了一个良好的平台。通过实际的制作与调试,各项技术指标达到设计要求。本文的第一部分是本课题的选题意义。第二部分介绍了数字化语言教学系统的总体方案和相关技术,包括系统的总体设计方案、多媒体数据传输卡的框架和工作原理,在通信技术层面上对1-wire单总线、两线I2C和自定义的异步串行通信协议进行了讨论。第三部分介绍了基于PCI总线技术的多媒体数据传输卡的硬件电路设计和软件设计,其中讨论了传输卡上核心芯片PCI9054桥芯片和可编程芯片FPGA的功能以及二者间的时序配合。在硬件电路设计上采用了Protel99SE作为设计平台,软件设计采用QuartusⅡ作为可编程逻辑器件的设计平台。同时讨论了传输卡上主要的芯片的功能和应用,确定了以FPGA和PCI9054为核心的PCI接口卡的设计方案。第四部分介绍了传输系统平台中的网络交换机的设计方案。介绍了网络交换机与多媒体数据传输卡,网络交换机和系统终端之间的数据传输构架,分析了以FPGA可编程芯片为核心的网络交换机的电路结构以及采用LVDS高速差分串行接口的通信方式。第五部分描述了多媒体数据传输卡及网络交换机的硬件和软件调试的过程,并从调试的结果分析了系统的可行性,给出了本课题设计难点。最后一个部分是文章的结论。