基于FPGA的USB長(zhǎng)距離光纖傳輸裝置的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、Universal Serial Bus(通用串行總線)在電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中有著非常廣泛的使用。它具有支持設(shè)備的即插即用、熱插拔、使用靈活等特點(diǎn)。隨著USB技術(shù)這些年的快速發(fā)展,USB的傳輸速率從 USB1.0最大速率1.5Mbps、USB1.1最大速率12Mbps、USB2.0的最大傳輸480Mbps的高速傳輸?shù)経SB3.0最高5Gbps的超高速傳輸?shù)陌l(fā)展，為開(kāi)發(fā)高速設(shè)備的應(yīng)用提供了極大的支持。但是，傳統(tǒng)的USB傳輸線采用電纜介質(zhì)，由于

2、電纜損耗以及USB協(xié)議的限制等原因，USB信號(hào)一般只能5m左右的距離。這些不足限制了USB信號(hào)的長(zhǎng)距離傳輸應(yīng)用的發(fā)展，因此我們有必要針對(duì)USB技術(shù)研發(fā)能使USB信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸?shù)难b置。
　　論文提出的一種基于FPGA的USB長(zhǎng)距離光纖傳輸裝置的研究設(shè)計(jì)的方案。利用NI公司（美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司）提供的USB3300芯片作為USB物理層的收發(fā)模塊，在 FPGA內(nèi)完成部分 USB協(xié)議的解析工作和數(shù)據(jù)的緩存工作，通過(guò)光收發(fā)模塊完成USB信號(hào)

3、在光纖傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換。該方案不涉及復(fù)雜的USB2.0協(xié)議的IP核開(kāi)發(fā)，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)難度。
　　本文詳細(xì)分析了USB2.0協(xié)議、FPGA數(shù)據(jù)存取和光收發(fā)模塊開(kāi)發(fā)工作。采用Verilog HDL語(yǔ)言完成FPGA控制程序的開(kāi)發(fā)，利用Altium Designer Winter09完成硬件電路的原理圖和PCB的設(shè)計(jì)工作。采用專(zhuān)用TTL轉(zhuǎn)PECL電平轉(zhuǎn)換模塊，解決FPGA模塊到光收發(fā)器模塊的接口不兼容問(wèn)題。通過(guò)對(duì)USB2.0長(zhǎng)距離光纖傳輸裝置的測(cè)試