【正文】 的第三代 FPGA 產(chǎn)品于 1991年問世，而 AT＆ T 的下一代產(chǎn)品育到 1992 年才研制成功。自從第二代 FPGA 問世以來，各種 FPGA 的應(yīng)用開始層出不窮，電路復(fù)雜度也相繼上升。如 Actel 推出很有特色的反熔絲(Antifused)FPGA。該系列的 FPGA 是世界上第一款基于 SRAM 的可編程 FPGA，包括兩個器件：第一個器件由 8x8〔共 64 個 )的可配置邏輯模塊 (CLB Configurable Logic Block)構(gòu)成，并在芯片的周邊提供了58 個輸入輸出接口模塊 (IOB， I/O Block)；第二個器件出 10xl0 的 CLB 構(gòu)成，并提供了總共 74 個 IOB 單元。 FPGA 是由存放在片內(nèi) RAM 中的程序來設(shè)置其 工作狀態(tài)的，因此，工作時需要對片內(nèi)的 RAM 進行編程。 FPGA 是作為專用集成電路（ ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限 的缺點。在不同的 FPGA 核心芯片的基礎(chǔ)上，許多公司都做出了自己的開發(fā)平臺，比如 Genesys、 FA161開發(fā)平臺。 work consists of mk FPGA configuration module, Adept USB module, the Strata Flash module, DDR2 module, clock module. Key words： virtex5， FPGA， adept USB， strata flash， DDR2， clock iv 目 錄 第一章 概論 ................................................................................................................ 40 研究背景 ........................................................................................................... 40 研究現(xiàn)狀 ........................................................................................................... 42 論文工作 ........................................................................................................... 43 論文結(jié)構(gòu) ........................................................................................................... 43 第二章 Adept USB 模塊設(shè)計 ................................................................................... 44 Adept USB 模塊原理 ......................................................................................... 44 Adept USB 子模塊 ............................................................................................. 48 68013A 模塊原理 ........................................................................................ 48 E2PROM 模塊和 Micro USB 模塊 ............................................................ 52 小結(jié) .................................................................................................................... 55 第三章 FPGA 模塊及其配置 .................................................................................... 56 FPGA 模塊工作原理 ......................................................................................... 56 FPGA 芯片結(jié)構(gòu) ................................................................................................. 57 FPGA 配置模塊 ................................................................................................. 62 FPGA 配置方式 .......................................................................................... 62 FPGA 配置流程 .......................................................................................... 63 FPGA 配置邏輯 .......................................................................................... 65 小結(jié) ................................................................................................................... 67 第四章 存儲模塊和時鐘模塊 ................................................................................... 68 Strata Flash 模塊 ................................................................................................ 68 DDR2 模塊 ......................................................................................................... 71 時鐘模塊 ........................................................................................................... 77 小結(jié) ................................................................................................................... 80 第五章 全文總結(jié) ....................................................................................................... 81 致謝 .............................................................................................................................. 82 參考文獻 ...................................................................................................................... 83 畢業(yè)設(shè)計小結(jié) .............................................................................................................. 84 40 第一章 概論 FPGA 技術(shù)在可編程器件的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，能夠作為專用集成電路領(lǐng)域中的半定制電路。 論文工作主要分析 Adept USB 模塊、 FPGA 模塊、 Strata Flash 模塊、 DDR2模塊、時鐘模塊。 本論文分析了 Genesys 開發(fā)系統(tǒng)的部分模塊的設(shè)計原理和電路連接原理。 Genesys 是基于 Virtex5 FPGA 系列中的 XC5VLX50T 芯片， 集成了諸如 Gbit以太網(wǎng)， DDR2 存儲陣列， USB 等功能模塊，構(gòu)成了一個完善的、可以使用的的數(shù)字集成開發(fā)平臺。 第 17 周到第 18 周：撰寫畢業(yè)論文，準備答辯。 第 12 周到第 13 周：用 CAD 工具完成 USB， DDR22 模塊和 XC5VLX50T 的 PCB 連接電路圖。 第 6 周到第 8 周： 分析 USB， DDR22， 時鐘， StrataFlash 模塊與 XC5VLX50T 的邏輯連接關(guān)系，繪制原理圖。 第 2 周到第 3 周： 熟悉 USB， DDR22 模塊相關(guān)手冊，提出方案，設(shè)計模塊原理圖。 Gen 模塊： 25Mhz 時鐘信號， 時鐘信號， 12Mhz 時鐘信 號， 200Mhz 100Mhz 的高速高性能差分時鐘信號。 三、主要技術(shù)指標(biāo) 模塊：支持 Digilent Adept USB 和 Xilinx iMPACT USB. 模塊： 256MByte 容量的 SODIMM， 64 位數(shù)據(jù)帶寬。 i 畢業(yè) 任務(wù)書 一、題目 基于 XC5VLX50T 的 USB 模塊設(shè)計。 二、研究主要內(nèi)容 基于 XC5VLX50T 的原理，完成 USB 模塊， DDR22 模塊， Strata Flash 模塊，時鐘模塊的設(shè)計方案，實現(xiàn)相關(guān)原理圖和 PCB 圖的設(shè)計。 Flash 模塊： 32Mbyte 容量。 四、進度和要求 第 1 周： 完成任務(wù)書和開題報告。 第 4 周到第 5 周： 熟悉時鐘， Strata Flash 模塊相關(guān)手冊，提出方案，設(shè)計模塊原理圖。 第 9 周到第 11 周：用 CAD 工具完成 USB， DDR22 模塊和 XC5VLX50T 的 PCB 連接電路圖。 第 14 周到第 16 周：提供 XC5VLX50T 和通訊四個模塊的邏輯接口，繪制連接電路圖。 五、主要參考書及參考資料 1) 《 Genesys Board Reference manual》 Henley Court 著 2) 《 Virtex5 Family Overview 》 Xilinx 著， 3) 《 嵌入式硬件系統(tǒng)開發(fā)流程 》 4) 《 Genesys 原理圖》 Diligent 公司著 學(xué)生 ___XX______ 指導(dǎo)教師 __XX___ 系主任 ___________ 設(shè)計 論文 ii 摘 要 隨著 FPGA 技術(shù)的不斷發(fā)展，基于 FPGA 的開發(fā)平臺在電路系統(tǒng)設(shè)計中具有越來越大的重要性。開發(fā)平臺還具有 可配置的時鐘， HDMI 視頻接口， AC97 聲卡系統(tǒng)， Strata Flash 等功能模塊。在分析 Genesys 相關(guān)模塊工作原理的過程中， 從模塊的頂層功能定義出發(fā)，闡述了模塊的信號定義；并對部分模塊的子模塊進行深入討論，確定模塊的硬件實現(xiàn)方法；在了解對應(yīng)芯片的數(shù)據(jù)手冊的基礎(chǔ)上，完成相關(guān)模塊的邏輯設(shè)計。 關(guān)鍵字 ： virtex5， FPGA,， adept USB， strata flash， DDR2 iii ABSTRACT With the development of integrated circuit technology, the digital integrated circuit design bees mo