基于FPGA的PC104和多路UART擴(kuò)展系統(tǒng)的研究與開發(fā)的開題報(bào)告

基于FPGA的PC104和多路UART擴(kuò)展系統(tǒng)的研究與開發(fā)的開題報(bào)告1.研究背景與意義隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科研等領(lǐng)域?qū)Ω咝阅堋⒏呖煽?、低功耗和低成本板卡的需求不斷提高，F(xiàn)PGA技術(shù)逐漸成為解決方案之一。Uart串行通訊方式是一種簡單可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式，廣泛應(yīng)用于各種智能化設(shè)備中。本文將基于FPGA開發(fā)一種可擴(kuò)展的PC104板卡，實(shí)現(xiàn)多路Uart串口擴(kuò)展。2.研究內(nèi)容和技術(shù)路線本文主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：①FPGA芯片選型及硬件電路設(shè)計(jì)；②PC104板卡性能測(cè)試；③軟件驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)；技術(shù)路線如下：1)確認(rèn)FPGA芯片型號(hào)并編寫程序?qū)π酒M(jìn)行配置；2)設(shè)計(jì)多路Uart擴(kuò)展電路，并將其與FPGA芯片連接；3)進(jìn)行板卡性能測(cè)試，包括功能測(cè)試、抗干擾性測(cè)試等；4)編寫驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行通訊測(cè)試，支持多路串口通訊；5)方案完善與優(yōu)化。3.預(yù)期成果本文將完成一種基于FPGA的可擴(kuò)展PC104板卡并提供驅(qū)動(dòng)程序，具有多路Uart串口擴(kuò)展功能，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、智能家居等領(lǐng)域。4.工作計(jì)劃第1-2個(gè)月：調(diào)研與準(zhǔn)備工作1)深入了解各廠商提供的FPGA芯片型號(hào)及不同特性；2)學(xué)習(xí)串口通訊協(xié)議和PC104板卡的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；3)設(shè)計(jì)板卡的硬件電路和軟件架構(gòu)方案。第3-4個(gè)月：PC104板卡設(shè)計(jì)1)根據(jù)方案選定的FPGA芯片，進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)并進(jìn)行PCB布局；2)選擇器件并完成電路的焊接和連接；3)進(jìn)行初步的測(cè)試。第5-6個(gè)月：驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)與測(cè)試1)定義驅(qū)動(dòng)程序的功能和接口；2)基于已有的Uart串口驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行新驅(qū)動(dòng)的編寫，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)試和測(cè)試；3)驗(yàn)證多路Uart串口的正常通訊。第7-8個(gè)月：系統(tǒng)整合與測(cè)試1)進(jìn)行軟硬件整合，研究并解決可能出現(xiàn)的兼容性問題；2)綜合測(cè)試系統(tǒng)的性能和可靠性；3)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試、評(píng)估和改進(jìn)。第9個(gè)月：論文寫作和答辯1)編寫完整的畢業(yè)論文；2)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)評(píng)估；3)組織答辯并提交論文。5.研究難點(diǎn)與解決方案難點(diǎn)：1)如何進(jìn)行FPGA芯片的選型；2)如何實(shí)現(xiàn)多路Uart的電路設(shè)計(jì)；解決方案：1)通過查閱不同廠家推出不同型號(hào)的FPGA芯片，進(jìn)行深入的了解和比較選型；2)結(jié)合不同Uart芯片的技術(shù)手冊(cè)和選型說明，進(jìn)行多路Uart電路設(shè)計(jì)。6.論文的創(chuàng)新性和貢獻(xiàn)本文將探索基于FPGA的PC104的多路UART串口