USB3.0协议分析与框架设计

随着科技的发展,最高传输速度为480Mbps的USB2.0已不能满足数据传输的需求;于是5Gbps的USB3.0应运而生;文中在详细分析了USB3.0协议的基础上,完成了USB3.0IP核的框架设计;该IP核框架符合协议要求,实现了协议的基本功能;该IP核架构有助于学习和理解USB3.0协议,完成了USB3.0IP核的VHDL代码实现阶段之前的协议分析与研究工作,对后期工作有指导作用。

基于USB3.0设备控制器的固件设计

设计了一种USB3.0设备控制器固件,阐述了设备控制器固件的主要工作机制和运行过程,介绍了其中的主要模块(如DMA通道、GPIFII可编程接口、回调函数等)和基于实时操作系统的固件编程方法。所设计的固件程序包括实时操作系统和固件框架程序,在固件框架中GPIFII接口被配置为FIFO接口并且建立了一个自动DMA数据通道以实现数据的自动传输。经过实验测试,当有效数据传输速率为100 Mbyte/s时数据能够正确无误的传输、固件程序能够正常稳定的运行。

USB3.0超高速多串口传输系统的设计

设计了一种基于USB3.0和FPGA的多串口传输系统,以实现超高速数据传输。介绍了系统的硬件设计框架及系统的软硬件设计流程,给出了系统软件设计框图、FPGA设计逻辑模块以及时序。最后给出了实验结果,验证了该系统的可行性。

基于USB3.0和FPGA的传动误差检测系统的设计

为提高机床传动误差检测的速度、实时性以及精度,同时为优化硬件电路的结构,并保证采样数据毫无损失地传至上位机系统,提出了一种高速实时检测方案;通过脉冲插补的思想,提出一种传动误差检测的方法;另外在一块高性能FPGA芯片内部搭建数据预处理以及控制模块,利用USB3.0芯片作传输媒介,有效地减少了该系统外围电路复杂程度,降低了开发难度;并对该系统进行模拟仿真试验;试验结果表明:根据设定的误差曲线换算后的数据,通过另一个FPGA发送至该系统,处理后得到的数据不需要经过后期补偿,其误差曲线很好地归零并形成一条闭合曲线,而低速端转速误差曲线也正确反映了仿真实验的情况;实验结果表明该系统实现了高速实时检测,为机床传动误差检测提供了技术上的支持。

基于嵌入式Linux的USB3.0视频驱动的改进

虽然嵌入式Linux下的USB技术有了突飞猛进的发展,但嵌入式USB3.0的应用和普及还处于发展的起步阶段;因此,以LZ3014开发板为开发平台,嵌入式Linux为操作系统,奥尼ANC C289摄像头为视频采集设备,完成了新的数据传输机制的设计,并实现了USB3.0视频驱动的改进及优化;经过测试,数据传输速率较未改进前有了明显提高,但CPU占用率较高。

基于CMOS图像传感器的USB3.0接口图像采集系统设计

文章所设计图像采集系统的光电成像器件采用OmniVision公司制造的OV7120 CMOS图像传感器,利用基于CY7C68013A控制器芯片的支持USB3.0(向下兼容2.0)接口,以大容量NAND门闪速存储器和基于通用可编程微处理器AT90S8515的通用可编程接口GPIF FLOWSTATES流模式,实现与传感器的无胶连接,实现了串行总线对图像系统数据的实时传输。该设计结构简单、高效、使用方便、成本低廉,特别适用于高速图像采集的硬件系统。

基于USB3.0的GPP软件无线电系统的硬件平台设计

针对基于通用处理器(GPP)的软件无线电(SDR)系统的基带数据传输问题,提出了一种基于USB3.0接口的WCDMA软件无线电系统的硬件平台。基于WCDMA系统的要求,选择了USB3.0控制器、FPGA和DDRII组成的硬件平台,最终实现了WCDMA系统基带数据的高吞吐率、低延时传输,并验证了USB3.0技术在WCDMA系统中应用的可行性。实验结果表明,在基于USB3.0的GPP软件无线电系统中,USB3.0的接口速率能达到200 Mb/s,系统的回环延迟时间为0.7 ms左右,能够满足WCDMA系统的需求。

基于USB3.0的EMCCD相机高速数据传输系统的研究

自动成像协会(Automated Imaging Association,AIA)在2013年初发布了用于高速图像数据传输的USB3 Vision标准。首先简要介绍了基于该标准的EMCCD相机高速数据传输系统的设计方案,重点介绍了传输系统的构建和图像采集软件的设计。其中,传输系统的构建主要是在QUARTUS II的开发环境下,移植EMCCD相机数字控制器,使用VHDL语言编程设计一个控制器,产生USB3.0芯片USB3014的读写时序以及相关的逻辑信号,并且完成模拟图像产生和针对USB3 Vision标准的数据传输格式转换的功能;图像采集软件的编写是在VS2010开发环境下利用CYPRESS公司提供的应用程序接口(API),采用C++语言实现。最后进行了模拟图像的采集实验,并且进行了误码率估算。

由USB3相机和GigE相机构建的图像采集系统

使用不同厂商生产且接口类型不同的高速相机组建一个统一控制的图像采集系统,会大大增加开发的难度。介绍一个由USB3接口CCD相机和GigE接口CCD相机组成的图像采集系统的硬件结构和软件开发方案。硬件方面,相机在外同步触发信号的作用下,由一台图像工作站同时采集两台相机的图像。软件方面,使用不同相机的开发包进行二次开发,系统运行后弹出两台相机的控制与采集界面,采用人机交互方式进行相机配置。两台相机可以独立工作,亦可同步采集。图像采集系统实验表明,系统工作正常,但在工作站完成两台相机单帧图像采集的时间差均值约15 ms。

USB3.0的高速信息传输瓶颈研究

研究了USB3.0协议,包括其使用技术和优缺点,以及与USB2.0相比的优势,选用祥硕公司的USB3.0控制芯片AsMedia104X进行研究,在如何提高USB3.0实际传输速度上进行探讨,提出可实施性的解决方法。

基于CYUSB3014 USB3.0总线开发技术

本文介绍了以FPGA为控制核心,以cypress的FX3系列CYUSB3014芯片为总线接口芯片,实现了对USB3.0总线技术的开发应用,实际测试的传输速度能够达到1.43Gbps。

PET系统中基于USB3.0的高速数据传输

针对PET系统数据量大,对数据处理速度要求高的特点,提出一种基于USB3.0接口的高速数据传输系统设计方案。该系统以FPGA为控制平台,USB3.0接口技术为核心,实现了2.2 Gbps的稳定传输速度,有效提升了PET系统的数据传输能力。

一种基于FPGA的USB3.0HUB的研究与设计

HUB(集线器)是USB体系中不可或缺的一部分,它是USB的最新规范,由英特尔等公司发起。首先介绍了USB3.0HUB的原理、基本功能和枚举过程;然后提出USB3.0 HUB的总体设计方案;重点描述了此方案中关键模块的设计和实现;并对该方案进行FPGA仿真与验证,验证结果表明该方案的可行性以及它所达到的效果。

基于USB5534B的四个端口USB3.0HUB设计

集线器是USB系统金字塔型拓扑结构中不可或缺的组成部分。本文首先介绍USB3.0及HUB的特点,然后详细论述基于USB5534B的四个端口USB3.0HUB设计,最后探讨USB3.0端口ESD保护设计,验证结果表明该设计的可行性以及未来应用前景。

基于USB3.0的设备自定义请求实现方法

该文主要讨论了一种新方法,实现了主机通过一种新的自定义设备请求,获取存储于USB3.0设备固件中详细的UI信息。从而可使OEM/IHV厂商不必再随其生产的USB3.0设备分发任何特定的安装媒体。

USB3.0数据传输协议分析及实现

USB接口以其简单通用的特点成为消费类连接协议的首选。但随着多媒体技术的快速发展,USB 2.0已无法满足现在的高速应用需求。USB3.0以其5 Gb/s的传输速率和向后兼容等特点,成为下一代高速连接标准。根据USB3.0协议架构,文中分别从物理层、链路层、协议层和架构层对USB3.0的数据传输协议进行分析,并与USB2.0协议进行比较。最后介绍了基于EZ-USB FX3芯片的USB3.0加密U盘的实现方法。

基于加速度传感器弹载数据回收系统的设计

针对弹体侵彻中多路信号进行实时高精度、高速采集的需求,设计了一种基于微机电系统(MEMS)加速度传感器的弹载回收系统。该系统以现场可编程门阵列(FPGA)芯片XC3S400作为电路的主控单元,通过控制A/D转换器(AD7934)实现模-数转换,并由数据缓存器(FIFO)缓存后经过USB3.0接口芯片CYUSB3014将采集到的数据上传到上位机显示分析。试验结果表明,该弹载回收系统传输数据迅速、准确,无错帧与丢帧的现象,完全满足实际工程的需要。具有体积小,功耗低,可靠性高等特点,已成功应用于弹体侵彻试验中。

总线类测试系统的技术现状及发展方向

归纳了当前测试系统的主流总线架构形式,对当前各种总线架构的测试系统性能及应用进行了分析,同时对当前测试系统的主要软件设计技术现状进行研究。在此基础上,提出了未来复杂测试系统研制的主要方向,要满足未来复杂测试任务需求,应加大应用LXI总线构建大型高精度混合型分布式测试系统。硬件方面,将VXI/PXI/PXI-E/PCI-E/USB3.0总线进行组网集成,满足大型应用测试中低速、高速、高精度的数据采集与传输测试需求;软件方面,应按照行业标准需求,研制功能完备、满足特定行业应用的软件系统。

STM32微控制器的badUSB防护设备

Bad Universal Serial Bus(badUSB)是一种利用Universal Serial Bus(USB)接口来攻击计算机的设备,由于其伪装成正常的计算机USB外设,杀毒软件的防护对其没有任何作用,因此是一种极难防御的攻击手段。本文设计了一种利用微控制器USB主机来探测防御badUSB的设备,此设备成本低、体积小、安全性高,而且不影响USB通信速度。

基于EZ-USB FX3的驱动程序设计

USB3.0数据传输接口以其在传输速度方面具有的优势正逐渐取代USB2.0接口成为电子设备接口的主流,驱动开发需求也与日俱增。传统的Driver Studio+WDM驱动设计方法难度大、耗时长,已无法满足现实应用需求。文中采用全新的WDF驱动架构,通过通用驱动程序改进的方法,在Visual Studio2013+WDK8.1的开发、编译环境下进行了USB3.0驱动程序设计。实验结果表明,该方法设计的驱动可稳定运行,有效地降低了驱动开发难度,并且缩短了开发周期。