【正文】 限制，在性能方面得到了極大的提高。 USB 通用串行總線是一種主流的標(biāo)準(zhǔn)計算機接口。 I 摘 要 邏輯分析儀是一種分析數(shù)字化設(shè)備的測試儀器，主要用于分析數(shù)字系統(tǒng)的邏輯關(guān)系，有效地解決越來越復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)的檢測和故障診斷問題。隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機的廣泛應(yīng)用，基于 PC 的虛擬儀器也將是測試儀器領(lǐng)域的一大發(fā)展趨勢。 USB 接口具有即插即用與熱插拔的特性，它可使用戶迅速方便地連接 PC 主機的各種接口設(shè)備。因此研 究基于 USB 接口的虛擬邏輯分析儀具有一定的經(jīng)濟效益和現(xiàn)實意義。采用現(xiàn)場可編程器件 FPGA，設(shè)計基于 USB 的虛擬邏輯分析儀， 首先進(jìn)行了方案的論證與選取，而后進(jìn)行軟件和硬件設(shè)計 。 軟件設(shè)計主要是利用 Verilog HDL 語言編程而后 用 QuartusⅡ軟件 進(jìn)行 波形 仿真等。 USB。 II Abstract Logic analyzer is a kind of test instrument to analyse the digital devices, is usually used to analyse the logic relationship of the digital system. It can solve the detection and fault diagnosis of the digital system effectively. With the rapid development of electronics, the widely used of the PC, the virtual instrument based on PC will be a major development trend in the test instrument. USB is a mainstream standard puter interface. The USB interface has many features, such as plug and play, hot swap. It allows users to quickly and easily connecting a variety of interface devices of PC. The logic analyzer based on USB makes full use of the puter to breakthrough the limitation of traditional instrumentation in transmission， processing, display and storage， has greatly improved in capability. Therefore， research the logic analyzer based on USB interface has great economic and practical significance. This paper describes the principles and processes of the logic analyzer based on USB. With the help of the Fieldprogrammable devicesFPGA to design the logic analyzer based on USB, greatly simplifies the peripheral hardware circuit. The first first selection, the demonstration and scheme of software and hardware design. Hardware design mainly is the peripheral circuit design, including power supply circuit, reset circuit, clocking circuit and configuration circuit, USB interface circuit , etc. Software design is the main Verilog HDL language programming and then use QuartusⅡ software waveform simulation, etc. Key words: Logic analyzer。 FPGA III 目錄 摘 要 ............................................................................................................................. I Abstract ........................................................................................................................II 1 緒論 ........................................................................................................................... 1 課題研究背景及意義 ...................................................................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ......................................................................... 2 本論文研究的主要內(nèi)容 .................................................................................. 3 2 方案論證 ................................................................................................................ 4 方案設(shè)計與選取 .............................................................................................. 4 系統(tǒng)邏輯框架 .................................................................................................. 6 3 邏輯分析儀硬件設(shè)計 ......................................................................................... 7 現(xiàn)場可編程邏輯器件 FPGA .......................................................................... 7 FPGA 的選用依據(jù) .......................................................................................... 7 邏輯分析儀主芯片的選型 ............................................................................. 7 FPGA 芯片配置 .............................................................................................. 9 虛擬邏輯分析儀硬件總體方案設(shè)計 ........................................................... 13 4 USB 驅(qū)動設(shè)計 ..................................................................................................... 18 USB 技術(shù)概述 ............................................................................................... 18 USB 芯片選擇 ............................................................................................... 18 芯片結(jié)構(gòu) ....................................................................................................... 19 CY7C68013 管腳 .......................................................................................... 21 USB 和 FPGA 的驅(qū)動電路 ........................................................................... 24 5 邏輯分析儀的軟件設(shè)計 .................................................................................. 26 FPGA 設(shè)計流程 ............................................................................................ 26 QuartusⅡ軟件介紹 ....................................................................................... 27 邏輯分 析儀功能模塊設(shè)計 ........................................................................... 27 6 結(jié)論 ........................................................................................................................ 37 IV 7 附錄 ........................................................................................................................ 38 致謝 ............................................................................................................................ 41 [參考文獻(xiàn) ] ................................................................................................................ 42 1 1緒論 及意義 20 世紀(jì) 70 年代以來，伴隨計算機技術(shù)、大規(guī)模集成電路、可編程邏輯器件、高速數(shù)據(jù)信號處理器的迅猛發(fā)展，各種數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、檢測任務(wù)越來越多，也越來越復(fù)雜了。 在數(shù)據(jù)域測試的領(lǐng)域中，大多數(shù)情況下只在意數(shù)據(jù)信號之間的邏輯關(guān)系和時序關(guān)系，缺忽視了實際的具體波形。其中，邏輯分析儀（ Logic Analyzer，簡稱 LA）是最基本、最具有代表性的數(shù)據(jù)域測試儀器。 和 示波器不同，邏輯分析儀沒有具體的電壓值顯示，并且通常只顯示兩個電壓 即邏輯“ 1”和“ 0”，因此設(shè)定一個電壓作為參考是必需的，被測信號通過比較器與參考電壓進(jìn)行比較，比參考電壓高的為高電平（即為邏輯“ 1”），同理，比參考電壓低的即為低電平（邏輯“ 0”），在高電壓與低電平之間形成數(shù)字波形。在此波形中，設(shè)計人員能很方便的找出異常的地方。 隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其廣泛應(yīng)用，計算機上傳統(tǒng)的并行和串行接口已經(jīng)無法滿足 PC 與外部設(shè)備之間不斷提高的速度和穩(wěn)定性、易用性的要求，而且給計算機系統(tǒng)的設(shè)計帶來諸多麻煩，給用戶也帶來很多不便，限制了計算機的 2 發(fā)展。 USB 接口讓用戶迅速方便地連接計算機主機的設(shè)備接口，很好的滿足了用戶的需要。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展 趨勢 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 自 1973 年美國 HP 公司和 BIOMATION 公司研制出邏輯分析儀以來，