论文摘要
光纤陀螺是重要的船用捷联导航设备,光纤陀螺捷联导航系统代表着未来船舶导航系统的发展方向。光纤陀螺在野外进行测试时需要存储大量的陀螺数据,现有的陀螺系统是陀螺系统板以异步串行的方式通过计算机串口发送到计算机来进行存储,而在野外进行测试时携带计算机往往不太方便。因此在陀螺板原有的通讯接口电路基础上本文设计了一个基于FPGA控制的存储系统,从陀螺系统板过来的数据直接接收并存储到存储系统,不用经过计算机,更加方便和快捷。论文首先介绍了存储系统板的组成和系统构成的芯片,并重点完成了存储系统板的硬件及软件设计。存储系统是基于FPGA控制的,陀螺数据被接收并存储进FLASH,在后期要对数据进行处理时,计算机通过存储板的EZUSB把存储在FLASH的数据读取出来。FPGA内部设计了多个模块来控制各个电路部分,其中包括了串并转换模块、FIFO模块、FLASH模块、EZUSB模块以及主控制模块。串并转换模块是把从陀螺系统板过来的异步串行数据接收进来并转换为8位并行的数据;由于陀螺数据接收进来的速率跟写入FLASH的速率不一致,FIFO模块被设计用来缓存数据;FLASH模块是用来控制FLASH的操作;EZUSB模块用来跟EZUSB之间进行通信;主控制模块用来协调各个模块。本文设计实现了这些模块,并进行了仿真。通过对USB总线在Windows系统下的驱动程序进行了研究,对采用WDM模式的驱动模型有了更深刻的了解。通过编写Inf文件和Ezload的下载程序,对EZ-USB芯片独特的工作方式有了更深刻的认识。通过主机方应用程序的编写,实现了采用高级语言对USB外设进行操作。
论文目录
摘要Abstract第1章 绪论1.1 光纤陀螺的发展概况1.2 光纤陀螺在捷联式惯性系统的应用1.3 FPGA的发展1.4 数据存储技术的发展1.5 课题研究的意义及主要工作第2章 系统方案设计2.1 存储系统整体设计2.2 存储器芯片选择2.3 USB控制芯片的选择USB芯片的结构及特点'>2.3.1 EZUSB芯片的结构及特点USB特性'>2.3.2 EZUSB特性2.3.3 EZ-USB存储器2.3.4 EZ-USB的枚举和再枚举2.3.5 EZ-USB端点2.3.6 EZ-USB中断2.3.7 EZ-USB的输入/输出2C自举启动'>2.3.8 I2C自举启动USB块传输'>2.3.9 EZUSB块传输2.3.10 USB请求2.4 本章小结第3章 系统的硬件电路设计3.1 FLASH接口电路USB接口电路'>3.2 EZUSB接口电路3.3 FPGA接口电路3.4 本章小结第4章 控制模块的设计与实现4.1 FPGA内部模块设计4.2 FPGA设计流程4.3 串并转换模块的设计和实现4.3.1 异步串行通信方式4.3.2 异步串行通信数据协议4.3.3 串并转换模块的原理与VHDL实现4.4 FIFO模块的设计和实现4.4.1 异步FIFO的功能4.4.2 异步FIFO的FPGA实现4.4.3 异步FIFO的应用和仿真4.5 FLASH模块的设计和实现USB模块的设计和实现'>4.6 EZUSB模块的设计和实现4.7 主控制模块的设计和实现4.8 内部整体模块4.9 本章小结第5章 系统USB软件设计5.1 固件设计5.2 设备驱动程序设计5.2.1 设备驱动5.2.2 IRP（I/O请求分组）处理5.2.3 分发例程5.2.4 USB驱动程序接口（USBDI）的IOCTLUSB通用驱动程序'>5.2.5 EZUSB通用驱动程序5.2.6 INF文件编写5.2.7 注册表5.3 Windows应用程序设计5.3.1 打开系统5.3.2 关闭系统5.4 USB外设操作界面5.5 本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果致谢
相关论文文献
标签：光纤陀螺论文; 存储系统论文; 硬件电路设计论文;
