基于FPGA的智能儀器遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖4為FPGA讀USB內(nèi)部FIFO的仿真結(jié)果，DATA為模擬從USB口接到的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)已存在于USB芯片的FIFO中。FIFODATA為FPGA接到的數(shù)據(jù)，由上可以看出，F(xiàn)PGA可以將USB接受到的數(shù)據(jù)解析出來。
圖5為RS 232與FPGA接口部分仿真結(jié)果。可以看出，由RS 232接收串行數(shù)據(jù)RXD已經(jīng)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)din。程序中是在一個有效字節(jié)結(jié)束后將其存入FIFO中，由圖可以驗(yàn)證。圖6頂層模塊仿真圖，為了驗(yàn)證由FPGA發(fā)出的數(shù)據(jù)能正確的接受到，先由FPGA內(nèi)部發(fā)數(shù)據(jù)，然后通過RS 232的TXD端口發(fā)出，讓RXD與TXD相連再接收，可以看出發(fā)出的數(shù)據(jù)可以被正確的接收回來并傳向USB接口，說明時序正確。同理可以驗(yàn)證USB端的收發(fā)時序。

4 結(jié)語
本文采用FPGA實(shí)現(xiàn)了USB與RS 232間的接口轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理的功能。設(shè)計(jì)中先入先出存儲器的運(yùn)用解決了數(shù)據(jù)的緩存的和速率匹配問題，有限狀態(tài)機(jī)的運(yùn)用使得程序設(shè)計(jì)更加清晰可靠。該設(shè)計(jì)將復(fù)雜的信號運(yùn)算集中在FPGA中完成，利用FPGA獨(dú)特的并行處理能力，減小上位機(jī)工作量的同時，提高了系統(tǒng)運(yùn)行速度。