【正文】 池為代價?！睘榱藢崿F(xiàn)做系統(tǒng)廠商的目標，在 幾年前， FPGA 廠商在產(chǎn)品中引入了通用 IP，例如多處理器、嵌入式總線及多種 I/O（輸入 /輸出）接口?！卑哺焕茀R中國區(qū)市場總監(jiān)鐘僑海說。而每一代新工藝技術都像是 FPGA 業(yè)的重磅武器，讓 FPGA 在與 ASIC和 ASSP（客戶定制產(chǎn)品）的競爭中獲得更大的空間。” 沈陽理工大學學士學位論文 2 FPGA 技術的發(fā)展 工藝技術推動的創(chuàng)新還在不斷延續(xù)。例如，賽靈思公司就介紹說，他們 65nm工藝的 FPGA 與 90nm 產(chǎn)品相比，速度平均提高了 30%，容量增加了 65%，與此同時，動態(tài)功耗降低了35%，靜態(tài)功耗保持相同的低水平，而芯片使用面積減少了 45%。之后在 2020 年， 65nm 工藝又在第一時間被引入。在這方面，作為半導體產(chǎn)品的重要一支 ——— 可編程邏輯器件也不例外。而應用的變化也使 FPGA產(chǎn)品近幾年的演進趨勢越來越明顯：一方面， FPGA 供應商致力于采用當前最先進的工藝來提升產(chǎn)品的性能，降低產(chǎn)品的成本；另一 方面，越來越多的通用 IP（知識產(chǎn)權）或客戶定制 IP 被引入 FPGA 中，以滿足客戶產(chǎn)品快速上市的要求。 關鍵詞 ： FPGA； Verilog HDL； A/D 轉(zhuǎn)換芯片 ； 分布式數(shù)據(jù)采集 沈陽理工大學學士學位論文 II Abstract With puter technology, munication technology and the rapid development of microelectronics technology, distributed data acquisition technology has perated into the military, civilian areas in town. Distributed data acquisition is to located in different areas of industrial equipment need to collect data on the data on the puter. These industrial equipment can be in the same geographical area of different types of intelligent devices can also be distributed in different geographic regions of the same type smart devices, but also can be distributed in different geographic regions of different types of smart devices. The design is based on programmable logic devices, using Verilog HDL language for distributed data system node data acquisition and transmission, mainly to plete the A / D conversion chip control, and pleted through the UART munication with the host puter using the software system QuartusII the simulation and synthesis. Key Words: FPGA。沈陽理工大學學士學位論文 I 摘 要 隨著計算機技術、通訊技術和微電子技術的高速發(fā)展，分布式數(shù)據(jù)采集技術已滲透到軍事、民用領域的各個角落。 本 設計基于可編程邏輯器件，采用 Verilog HDL 語言實現(xiàn) 分布式數(shù)據(jù)系統(tǒng)節(jié)點上的數(shù)據(jù)采集及傳輸，主要完成對 A/D 轉(zhuǎn)換芯片的控制以及通過 UART 完成與上位機的通信，利 用 QuartusII 軟件實現(xiàn)系統(tǒng)的仿真和綜合。 Distributed Data Acquisition 沈陽理工大學學士學位論文 III 目 錄 1 緒論 ...................................................................................................................................... 1 FPGA 的發(fā)展現(xiàn)狀 ....................................................................................................... 1 FPGA 技術的發(fā)展 ........................................................................................................ 2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展 ................................................................................................... 3 Verilog HDL 語言 ......................................................................................................... 5 2 分布式數(shù)據(jù)采集的原理 ...................................................................................................... 9 分布式數(shù)據(jù)采集簡介 ................................................................................................... 9 分布式系統(tǒng)的原理 ..................................................................................................... 10 數(shù)據(jù)采樣模塊 ............................................................................................................. 14 RS232 串口介紹 ......................................................................................................... 17 3 Quartus II 軟件簡介 ........................................................................................................... 20 Quartus II 的優(yōu)點 ........................................................................................................ 20 Quartus II 對器件的支持 ............................................................................................ 21 Quartus II 對第三方 EDA 工具的支持 ...................................................................... 21 4 數(shù)據(jù)采集模塊的設計實現(xiàn) ................................................................................................ 22 數(shù)據(jù)采集模塊的設計分析 ......................................................................................... 22 ADS2807 芯片介紹 .................................................................................................... 23 AD 轉(zhuǎn)換采集控制的設計 ........................................................................................... 25 串口模 塊設計 ............................................................................................................. 27 5 數(shù)據(jù)采集模塊仿真及綜合 ................................................................................................ 30 數(shù)據(jù)采集模塊綜合步驟 ............................................................................................. 30 綜合結果 ..................................................................................................................... 33 數(shù)據(jù)采集模塊仿真步驟 ............................................................................................. 34 仿真結果 ..................................................................................................................... 37 結論 .......................................................................................................................................... 38 沈陽理工大學學士學位論文 IV 致謝 .......................................................................................................................................... 39 參考文獻 .................................................................................................................................. 40 附錄 A 英文原文 ................................................................................................................... 41 附錄 B 中文譯文 ................................................................................................................... 47 附錄 C 程序代碼 ................................................................................................................... 52 沈陽理工大學學士學位論文 1 1 緒論 FPGA 的 發(fā)展 現(xiàn)狀 FPGA（現(xiàn)場可編程邏輯器件）產(chǎn)品的應用領域已經(jīng)從原來的通信擴展到消費電子、汽車電子、工業(yè)控制、測試測量等廣泛的領域。半導體產(chǎn)品的集成度和成本一直在按照摩爾定律演進?！?2020年之后， FPGA 產(chǎn)品加快了從一個工藝節(jié)點向更先進工藝節(jié)點邁進的步伐，從150nm、 130nm躍進到 90nm。采用 65nm 工藝技術，使 FPGA 產(chǎn)品的性能再次獲得了飛躍，成本和功耗也大幅降低。賽靈思在高端產(chǎn)品市場上做