【摘 要】
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Universal Serial Bus(通用串行总线)在电子产品的设计中有着非常广泛的使用。它具有支持设备的即插即用、热插拔、使用灵活等特点。随着USB技术这些年的快速发展,USB的传输
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Universal Serial Bus(通用串行总线)在电子产品的设计中有着非常广泛的使用。它具有支持设备的即插即用、热插拔、使用灵活等特点。随着USB技术这些年的快速发展,USB的传输速率从USB1.0最大速率1.5Mbps、USB1.1最大速率12Mbps、USB2.0的最大传输480Mbps的高速传输到USB3.0最高5Gbps的超高速传输的发展,为开发高速设备的应用提供了极大的支持。但是,传统的USB传输线采用电缆介质,由于电缆损耗以及USB协议的限制等原因,USB信号一般只能5m左右的距离。这些不足限制了USB信号的长距离传输应用的发展,因此我们有必要针对USB技术研发能使USB信号长距离传输的装置。论文提出的一种基于FPGA的USB长距离光纤传输装置的研究设计的方案。利用NI公司(美国国家半导体公司)提供的USB3300芯片作为USB物理层的收发模块,在FPGA内完成部分USB协议的解析工作和数据的缓存工作,通过光收发模块完成USB信号在光纤传输的转换。该方案不涉及复杂的USB2.0协议的IP核开发,简化开发难度。本文详细分析了USB2.0协议、FPGA数据存取和光收发模块开发工作。采用Verilog HDL语言完成FPGA控制程序的开发,利用Altium Designer Winter 09完成硬件电路的原理图和PCB的设计工作。采用专用TTL转PECL电平转换模块,解决FPGA模块到光收发器模块的接口不兼容问题。通过对USB2.0长距离光纤传输装置的测试,得到了理想的光纤USB传输效果,为今后USB信号长距离传输进一步开发提供了很好的引导作用。
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