便携式FPGA编程器的设计与实现

论文摘要

本文在详细分析FPGA配置模式和配置方法的基础上,提出了便携式FPGA编程器的设计思想和总体方案。以ATmega128单片机为控制核心,并结合PDIUSBD12 USB控制芯片、SST39SF040 Flash存储器、SPLC501液晶显示器、控制键盘、232串口等,设计出了便携式FPGA编程器的硬件系统电路。采用模块化、结构化程序设计方法,选用GCC为软件开发平台,利用C语言进行软件编程。实现了配置文件从PC到“便携式FPGA编程器”的存储转移,再配置到FPGA目标系统的功能要求。设计完成的便携式FPGA编程器,有助于FPGA的广泛应用和开发,使FPGA系统的现场升级更加便捷;可以使高校FPGA教学演示更加方便,使课堂教学内容更加丰富生动;可以提高FPGA教学实验设备推销员的工作效率,方便其演示实验设备。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 选题背景及意义
• 1.1.1 可编程逻辑器件的编程工艺
• 1.1.2 FPGA配置方法
• 1.1.3 选题意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要工作
• 第二章 系统总体设计
• 2.1 系统功能的定义和描述
• 2.2 设计方案的论证和选择
• 2.2.1 核心控制器件的选择
• 2.2.2 软件设计方案的选择
• 2.3 总体方案设计
• 2.3.1 硬件设计方案
• 2.3.2 软件设计方案
• 2.4 小结
• 第三章 硬件系统设计
• 3.1 主控模块设计
• 3.1.1 ATMEGA128 的结构和特点
• 3.1.2 主控模块设计
• 3.2 USB模块设计
• 3.2.1 PDIUSBD12 的器件结构和特性
• 3.2.2 USB模块电路设计
• 3.3 FLASH模块设计
• 3.4 LCD模块设计
• 3.5 键盘模块设计
• 3.6 FPGA编程模块设计
• 3.7 小结
• 第四章 系统软件设计
• 4.1 USB固件设计
• 4.1.1 前后台工作原理
• 4.1.2 固件结构和数据流向
• 4.1.3 USB固件的编程结构
• 4.1.4 USB初始化过程
• 4.1.5 USB枚举流程
• 4.1.6 USB固件设计注意事项
• 4.2 FLASH驱动设计
• 4.2.1 Flash操作命令
• 4.2.2 Flash读程序设计
• 4.2.3 Flash写程序设计
• 4.2.4 Fat16 文件系统结构的建立
• 4.3 LCD驱动设计
• 4.4 键盘驱动设计
• 4.5 FPGA编程时序模拟
• 4.6 小结
• 第五章 系统调试
• 5.1 硬件调试
• 5.2 软件调试
• 5.3 系统测试
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 附录1 EPPHAL.C
• 附录2 ISR.C
• 附录3 FLASH读写程序
• 附录4 LCD驱动程序
• 附录5 反转法键盘扫描程序
• 在校期间发表论文及科研情况