毕业论文再次修改版- 副本 - 图文(2)

本次设计任务旨在设计一种基于FPGA的RS485通信接口电路，以及与LPC3250之间的接口硬件设计与驱动程序设计工作，其中RS485需具有两路独立通道以实现冗余功能，并同时具有FIFO管理，与LPC3250之间要能够通过中断方式接收数据，并实现校验等功能，而FPGA即现场可编程门阵列，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点，使用方便准确，并且要满足DCS控制器对IO模块的通信性能要求。所以本任务就需要采用VHDL语言在FPGA上实现协议控制为基础的RS485通信接口电路扩展以及软件。还要通过Altium Designer对硬件进行设计研究以及连接。最后软硬件之间相互结合。

本设计关键解决的问题是如何让,为了达到目的我认为应该从以下几个方面进行： (1)设计基于Altera 的CycloneII系列FPGA的RS485硬件电路 (2)设计FPGA与LPC3250的接口电路 (3) RS485模块协议软件编写 (4)调试程序

第二章课题开发环境

１、WinCE6.0概述

微软WinCE是专门针对小型设备的通用操作系统而设计的。2006年发布的CE6.0，对操作系统进行了重新设计，每个进程都可以支持2GB虚拟内存（以往支持32MB），可以同时运行的进程数达到32000个（以往只有32个）。以往的CE操作系统的部分内核模块式使用单独进程，而CE6.0之后将这些模块以DLL的形式内建到内核之中，以便提高性能，减少系统开销，统一内核接口。

Windows CE支持大多数32位处理器，包括ARM、MIPS、SH4和x86。Windows CE包括600余个模块，可以方便用户灵活地定制内核镜像。

Windows CE支持的模块包括： （１）快速的系统与应用程序开发 ·ARM模拟器与多个平台的模板

·AYGShell API与Windows Mobile应用程序兼容 ·Simple Network Management Protocol ·390万条开源源代码，内核全部开源

·产品级OAL（PQOAL）,包括一系列库文件与源代码。 ·BLCOMMON,包括一系列库文件与源代码，用于创建Bootloader

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·产品级别的驱动与BSP包 ·多语言支持

（２）网络与无线连接支持 ·TCP/IP, IPv4, IPv6, NDIS5.1 ·PAN, LAN, WAN, 蓝牙 ·SOAP, OBEX, LDAP客户端 ·VoIP, RTC, SIP

·RIL, SMS, WAP, SIM卡接口 ·RAPI/RAPI2， PPPoE （３）服务器终端

·Telnet, FTP, SMB, CIFS, MSMQ ·ASP

·Parental Control ·打印架服务，Web代理 （４）多媒体

·DirectDraw, DirectShow, Direct3D ·Windows媒体播放器，WMA，MP3 ·网络浏览器 ·DVD视频API接口 ·数字版权管理

（５）存储与文件系统支持 ·FAT, TFAT, 对象存储 ·CDFS/UDFS

·FSD管理，Cache管理 ·CEDB,EDB数据库

2、ＦＰＧＡ概述

FPGA是一种可编程逻辑器件，现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）的出现是可编程逻辑器件发展变化的必然，并且它还推动了可编程逻辑器件的进一步发展。FPGA器件已成为当今的主要的可编程逻辑器件之一了，资源更加多样，使用也越来越方便。FPGA由6部分组成： （1） 可编程输入/输出单元（I/O单元）

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大多数FPGA的I/O单元被设计为可编程模式，通过软件的灵活配置，可适应不同的电器标准与I/O物理特性；可以调整匹配阻抗特性，上下拉电阻；可以调整输出驱动电流的大小等。

（2）基本可编程逻辑单元

查找表和寄存器组成FPGA的基本可编程逻辑单元，查找表完成纯组合逻辑功能。FPGA内部寄存器可配置为带同步/异步复位和置位、时钟使能的触发器，也可以配置成为锁存器。通过寄存器FPGA可以完成同步时序逻辑设计。 （3）嵌入式块RAM

目前大多数FPGA都有内嵌的块RAM。嵌入式块RAM可以配置为单端口RAM、双端口RAM、伪双端口RAM、CAM、FIFO等存储结构。 (4)丰富的布线资源

布线资源连通FPGA内部所有单元，连线的长度和工艺决定着信号在连线上的驱动能力和传输速度。布线资源可以分为全局性的专用布线资源；长线资源；短线资源；在逻辑单元内部还有着各种布线资源和专用时钟、复位等控制信号线。 （5）底层嵌入式功能单元

嵌入式功能单元指的是那些通用成都较高的嵌入式功能模块。 （6）内嵌专用硬核

指的是硬核主要是那些通用性相对较弱的，不是每个FPGA都含有硬核。

3、QuartusⅡ的介绍

Alter公司的QuartusⅡ软件是一种集编辑、变异、综合、布局布线、仿真与器件

编程于一体的集成设计环境。QuartusⅡ软件支持基于VHDL与Verilog HDL等硬件描述语言的设计和基于图形的设计，内部嵌有VHDL和Verilog HDL的逻辑综合器，也支持利用第三方的综合工具进行逻辑综合。

表2.1 QuartusⅡ图形用户界面的功能和与其对应的软件工具。

基本功能 设计 输入 文本编辑器 模块/符号编辑器 宏单元插入管理器 设计 综合 分析和综合 设计助手 RTL查看器 第 7 页 （共41 页）

扩展功能 系统 级设 计 软件 开发 Software Builder SOPC Builder DSP Builder 技术映像查看器 增量式综合 约束 输入 分配编辑器 引脚规划期 设置对话框 平面布图编辑器 设计分区窗口 布局适配器 布线 分配编辑器 平面布图编辑器 增量式编译 报告窗口 资源优化 设计空间管理器 芯片编辑器 基于 模块 设计 EDA 界面 功耗 分析 Logiclock窗口 平面布图编辑器 VQW Writer EDA Netlist Writer PowerPlay Power Analyser工具 PowerPlay Estimator 时序平面布图编辑器 逼近 LogicLock窗口 时序优化 设计空间管理器 增量式编译 时序时序分析仪 分析 报告窗口 工艺映射查看器 仿真仿真器 验证 波形编辑器 调试 SignalTapⅡ SignalProbe 系统内存储器编辑器 RTL查看器 工艺映射查看器 芯片编辑器 加载汇编程序 编程 编程器 转换程序文件 工程 更改 管理 芯片编辑器 资源属性编辑器 更改管理器 Early Power 4 、Altium Designer概述

Altium Designer 是Altium公司推出的一体化的电子产品开发系统，主要运行在Windows XP操作系统。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合。Altium Designer拓宽了板级设计的传统界面，全面集成了FPGA设计功能，从而允许工程设计人员能将系统设计中的FPGA与PCB设计及嵌入式设计集成在一起。Altium Designer 6.0将设计流

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程、集成化 PCB 设计、可编程器件设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。

5、VHDL设计语言

VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计或设计实体，分成外部和内部，涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，只要完成内部开发，其他的设计就可以直接调用这个实体。

VHDL 语言主要具有以下优点：

（1） VHDL 语言功能强大，设计方式多样； （2） VHDL 语言具有强大的硬件描述能力； （3） VHDL 语言具有很强的移植能力； （4） VHDL 语言的设计描述与器件无关； （5） VHDL 语言程序易于共享和复用；

因此 VHDL 语言是一种描述、模拟、综合、优化和布线的标准硬件描述语言，从而减小硬件电路设计的工作量，缩短 …… 此处隐藏：2076字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……