基于FPGA開發(fā)的CPCI總線多功能卡及WDM驅動程序設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著集成電路設計方法的迅速發(fā)展，基于IP（Intellectual Property）核的電路設計方法正廣泛應用到各類通信接口電路設計中，該方法不僅能提高設計效率、縮短產(chǎn)品的設計周期，而且所建立的IP庫能為今后的設計降低成本。采用CPCI(Compact Peripherial Component Interface)總線的通信板卡被廣泛地應用在軍事、工業(yè)控制、電信等領域。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，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，昂貴的價格導致設計成本很高，關鍵是缺乏自主知識產(chǎn)權。本論文所進行的基于FPGA開發(fā)的CPCI總線多功能卡及WDM驅動程序設計屬于自主研發(fā)，因而具有現(xiàn)實意義和實際應用價值。
　　 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構進行深入的分析，詳細討論了各功能模塊的設計與實現(xiàn)方法；并在PCI軟核設計中考慮可靠的代碼設計，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，提出了采用改進型格雷碼指針方式和同步器并用的設計方法實現(xiàn)異步FIFO。另外，在UART的動態(tài)擴展電路中提出了一種即節(jié)省中斷資源又保持實時性和高可靠性的中斷管理機制；接著利用QuartusII工具分別對兩個軟核進行了功能仿真以及兩個軟核綜合之后的時序仿真，并通過實現(xiàn)PCI總線多端口通用串行通信卡的硬件電路設計，采用邏輯分析工具SignalTap II對驗證板進行了驗證，仿真和驗證結果都表明所設計的兩個軟核分

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，討論了在驗證板PCB布線中的關鍵問題；最后，對使用WDM技術開發(fā)設備驅動程序進行了論述，開發(fā)了在Windows2000下具有即插即用的PCI總線的多串口卡驅動程序，并編寫了相應的應用程序對其進行測試。
　　 測試結果表明該通信卡能被PC機識別并得到分配資源空間，同時在設備管理器中枚舉出多個串口。通過應用程序的連續(xù)測試，顯示數(shù)據(jù)傳輸正確且系統(tǒng)硬件電路和驅動程序工作正常，