基于FPGA技术实现USB通信软件毕业设计.doc

基于FPGA技术实现USB通信的软件设计是一项结合了硬件与软件的综合性技术项目。FPGA（现场可编程门阵列）是一种可以通过编程来配置的数字逻辑集成电路，它能够被重新编程以实现不同的数字电路功能。USB（通用串行总线）是一种广泛应用于计算机与各种外设之间通信的接口标准。该项目将FPGA技术与USB通信接口结合在一起，设计出一套系统，能够实现与PC主机应用程序的交互，进而控制FPGA系统实现语音信号的采集、存储和回放等功能。 本项目的软件构造包含四个主要部分： 1. PC主机应用程序：它是用户与系统交互的界面，通过该程序用户可以控制FPGA系统，发送控制命令以及接收FPGA系统反馈的状态信息。 2. USB接口模块驱动程序：该驱动程序负责PC主机与USB接口模块之间的通信。驱动程序需要实现数据的封装、传输控制以及错误处理等功能。 3. USB接口模块固件程序：固件程序运行在USB接口模块的微控制器中，主要负责USB通信协议的实现，包括设备的枚举、数据传输等功能。 4. FPGA系统控制程序：该部分程序运行在FPGA上，负责对语音信号的采集、存储、回放等操作，并通过USB接口模块与PC主机进行数据交换。 在进行设计实现时，需要考虑以下内容： 1. 课题背景及意义：研究FPGA技术在USB通信中的应用，提高数据处理速度与实时性，同时也为FPGA的多功能性提供实践平台。 2. 国内外有关研究状况：梳理当前USB通信以及FPGA在类似系统中应用的最新研究进展，明确设计目标。 3. USB的特点：理解USB技术的基本特点、优势以及在数据传输中的应用方式。 4. 系统软件设计规定：确定设计中必须遵守的软件规范与标准，包括通信协议、接口定义等。 5. 系统基本方案：制定软件系统架构，确定各部分如何协作实现系统功能。 6. 软件设计重要内容：明确软件设计中需要重点解决的技术难题和关键点。 在软件实现方案选择论证方面，需要对各个模块的设计实现方案进行充分的论证与选择，如PC主机应用程序设计实现方案、WINDOWS下USB设备驱动程序的设计实现方案、USB设备固件设计实现方案以及FPGA程序设计实现方案。这些方案的选择会影响到系统整体的性能和稳定性。 开发环境VC++ 6.0是编写PC主机应用程序的开发工具，它提供了丰富的API（应用程序编程接口）函数，用于实现与USB接口模块的通信。应用程序控制界面设计则要直观易用，能够方便地进行各种操作和控制。应用程序设计部分需要涉及到查找设备、打开设备等操作，确保程序可以正确地识别和操作FPGA系统。 整个设计需要对USB通信协议有深入理解，能够高效准确地管理USB的数据传输。同时，FPGA程序设计部分则需要利用FPGA的并行处理能力，实现对语音信号的快速处理和传输。 通过该项目的实施，可以实现一种新的FPGA与USB结合的通信方式，为未来的通信技术提供参考和借鉴，具有重要的实用价值和研究意义。此外，该设计也能够为计算机科学与技术专业的学生提供一个实践性强的毕业设计案例，加深对FPGA技术与USB通信协议的理解。