基于USB2.0接口的10-OTP烧录器设计

论文摘要

随着电子产品产业化、规模化进程的飞速发展,电子产品的价格已经大大降低。但在这个白炽化的竞争时代,电子产品的生产企业,为了能够求得生存的一席之地,正在转向依靠大规模高速、高效的量产来降低生产成本,从而获得生存的利润空间。然而,现在很多电子产品,必须要有固件的支持,才可以发挥其特有的性能,而固件需要通过烧录器才会被固化到存储器内部,因此高速、高效的烧录器是企业所期盼的。本文围绕烧录10颗芯片烧录器的开发,首先从总体上给出了整个系统的设计框架,并从硬件和软件两个方面介绍了整个系统的具体实现。硬件系统分为:FS7805系统电路设计、FPGA外围电路设计、Buffer缓冲器设计、Socket底座设计、两个特殊的电源设计五个功能模块;软件系统分为:FPGA的IC程序设计、USB驱动程序和固件程序设计、以及上位机应用软件的实现三个部分。最后,总结了设计过程中所做的工作,并提出了进一步改进的设想。在开发思想和设计理念上,本套系统具有以下三个优点:使用USB2.0接口的高速模式,以480Mbps的速度烧写代码,保证了烧写代码时的高速;同时控制对10颗目标芯片的指定地址,烧写经过加密后的三种类型的代码,保证了烧写代码的准确性、安全性和高效性;通过对两块FPGA进行编程,实现同时烧录10颗芯片的思想,在很大程度上促进了烧录器的进步。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文选题背景
• 1.2 国内外的现状
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 本文所做工作
• 1.5 论文总体结构
• 第二章 系统总体设计及相关技术基础
• 2.1 系统总体设计
• 2.1.1 烧写目标芯片的时序要求
• 2.1.2 设计方案的提出
• 2.1.3 系统框架图
• 2.2 相关技术基础
• 2.2.1 USB 接口技术
• 2.2.2 SFI 接口技术
• 2.3 本章小结
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 FS7805 系统电路设计
• 3.2 FPGA 外围电路设计
• 3.3 Buffer 缓冲器设计
• 3.4 Socket 底座设计
• 3.5 两个特殊的电源设计
• 3.5.1 烧写目标芯片电源设计
• 3.5.2 防止芯片短路的电源设计
• 3.6 印制电路板
• 3.7 本章小结
• 第四章 IC 程序设计
• 4.1 Verilog HDL 概述
• 4.2 FPGA 设计流程
• 4.3 Mater FPGA 的内部电路实现
• 4.3.1 读写缓冲区子模块设计
• 4.3.2 与MCU 通信子模块设计
• 4.3.3 控制芯片LED 子模块设计
• 4.3.4 Master FPGA 顶层模块设计
• 4.4 Slave FPGA 的内部电路实现
• 4.4.1 解析写缓冲区子模块设计
• 4.4.2 烧写目标芯片子模块设计
• 4.4.3 Slave FPGA 顶层模块设计
• 4.5 本章小结
• 第五章 USB 驱动程序及固件程序设计
• 5.1 USB 驱动程序设计
• 5.1.1 WDM 驱动模型体系结构
• 5.1.2 USB 驱动程序的工作原理
• 5.1.3 10-OTP 烧录器驱动程序的主要例程设计
• 5.1.4 驱动程序的调试
• 5.2 固件程序设计
• 5.2.1 固件程序设计框架
• 5.2.2 初始化模块
• 5.2.3 中断服务程序模块
• 5.2.4 主循环模块
• 5.3 本章小结
• 第六章 烧写芯片流程及上位机软件实现
• 6.1 烧录器数据流格式规范
• 6.2 上位机主界面设计及数据通信接口的实现
• 6.3 烧写目标芯片的上位机软件实现
• 6.4 读取目标芯片的上位机软件实现
• 6.5 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间公开发表的论文
• 致谢