基于FPGA的虚拟逻辑分析仪的设计与实现

摘要

20世纪70年代以来，伴随计算机技术、大规模集成电路、可编程逻辑器件、高速数据信号处理器的迅猛发展，各种数字系统的设计、开发、检测任务越来越多，也越来越复杂。逻辑分析仪是最重要的数据域测试仪器之一，随着数字技术和计算机技术的发展，逻辑分析仪获得了广泛的应用和快速的发展。
　　 本文的主要工作是研究以Xilinx系列FPGA芯片为基础的逻辑分析仪的设计和实现。首先介绍了相关的技术，包括FPGA的工作设计方法，逻辑分析仪的组成和功能以及USB技术和RAM技术。然后介绍了逻辑分析仪从硬件上的实现，包括各种芯片的选型、功能、使用方法及组成框架和实现原理图。接着又介绍逻辑分析仪从软件上的实现，内容包括芯片上的功能程序、与PC进行通讯的USB驱动程序及在上位机用来观察结果的应用程序。最后，介绍了在电子测试中的实际使用过程，证明设计结果的可用性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 逻辑分析仪的发展概况及国内外现状分析

1．2 逻辑分析仪的应用领域

1．2．1 电子研发

1．2．2 工业控制

1．2．3 科研院校

1．2．4 国防科技

1．3 本文的主要目标和主要工作

1．4 本文的组织与安排

第2章 FPGA和逻辑分析仪简介及相关技术

2．1 FPGA简介

2．1．1 FPGA芯片的特点

2．1．2 使用FPGA芯片进行设计的方法

2．1．3 FPGA芯片性能与设计的性能指标

2．2 逻辑分析仪简介

2．2．1 逻辑分析仪的组成及原理

2．2．2 逻辑分析仪的功能

2．2．3 逻辑分析仪的主要技术指标

2．3 FPGA应用在逻辑分析仪的优点

2．4 USB

2．4．1 USB原理

2．4．2 USB在逻辑分析仪中的功能

2．5 静态随机存储技术(SRAM)

2．5．1 SRAM的特点

2．5．2 SRAM在逻辑分析仪中的功能

第3章 逻辑分析仪硬件设计结构

3．1 逻辑分析仪硬件框架概述

3．1．1 组成

3．1．2 设计准则

3．2 逻辑分析模块XC3S500EPQ208

3．2．1 主要性能特点

3．2．2 芯片功能描述

3．2．2 应用电路设计

3．3 USB控制模块CY7C68013

3．3．1 主要性能特点

3．3．2 工作方式流程

3．3．3 应用电路设计

3．4 SRAM芯片IS61LV25616

3．4．1 IS61LV25616特点简介

3．4．2 IS61LV25616应用电路设计

3．5 采集模块

3．6 电源模块

3．7 FPGA芯片与USB控制芯片的通信方式

3．8 逻辑分析仪PCB设计

第4章 逻辑分析仪软件体系结构

4．1 逻辑分析仪软件体系总体架构

4．1．1 逻辑分析流程图

4．1．2 软件开发环境

4．2 逻辑分析功能实现

4．2．1 采集模块设计

4．2．2 SRAM模块设计

4．2．3 FIF0模块设计

4．2．4 USB模块设计

4．3 USB驱动功能实现

4．3．1 驱动设计目标

4．3．2 驱动程序实现方法

4．4 上位机检测软件实现

4．4．1 上位机软件功能目标

4．4．2 上位机软件实现方法

第5章 逻辑分析仪在电子检测中的应用

5．1 电子检测相关概述

5．1．1 特点

5．1．2 目的、意义

5．2 检测硬件构建

5．3 检测软件平台构建

5．3．1 系统程序实现的功能

5．3．2 检测结果及达成目的

第6章 总结与展望

参考文献

致谢

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