电子设计与嵌入式开发实践丛书 Xilinx FPGA伴你玩转USB3.0与LVDPDF电子书下载

第1章 FPGA、USB与LVDS概述 1

1.1 FPGA发展概述 1

1.2 FPGA的优势 3

1.3 FPGA应用领域 4

1.4 FPGA开发流程 5

1.5 USB接口概述 7

1.6 LVDS接口概述 9

第2章 实验平台板级电路详解 11

2.1 板级电路整体架构 11

2.2 电源电路 12

2.3 FPGA时钟与复位电路 15

2.3.1 FPGA时钟晶振电路 15

2.3.2 FPGA复位电路 17

2.4 FPGA配置电路 18

2.5 FPGA供电电路 20

2.6 DDR3芯片电路 21

2.7 UART芯片电路 23

2.8 LVDS接口电路 24

2.9 USB3.0控制器FX3电路 28

2.10 其他接口电路 33

2.11 FPGA引脚定义 35

第3章 软件安装与配置 47

3.1 Xilinx账户注册与Vivado软件下载 47

3.1.1 Xilinx账户注册 47

3.1.2 Vivado下载 50

3.2 Vivado安装与免费License申请 53

3.2.1 Vivado安装 53

3.2.2 免费License申请 58

3.3 文本编辑器Notepad＋＋安装 64

3.4 Vivado中使用Notepad＋＋的关联设置 67

3.5 串口芯片驱动安装 69

3.5.1 驱动安装 69

3.5.2 设备识别 70

3.6 USB3.0控制器FX3的SDK安装 70

3.7 USB3.0控制器FX3的驱动安装 75

3.7.1 PC与开发板的USB3.0连接 75

3.7.2 PC与USB连接 76

3.7.3 USB3.0控制器FX3驱动安装 76

第4章 第一个例程与FPGA的下载配置 78

4.1 流水灯实例 78

4.1.1 功能概述 78

4.1.2 新建Vivado工程 78

4.1.3 创建工程源码、约束和仿真文件 84

4.1.4 功能仿真 94

4.1.5 编译 96

4.2 Xilinx 7系列FPGA配置概述 98

4.2.1 不同配置模式的选择 98

4.2.2 FPGA配置比特流的大小 98

4.2.3 FPGA加载配置方式选择 99

4.2.4 配置引脚功能定义 100

4.3 XADC温度监控界面 101

4.4 bit文件的FPGA在线烧录 104

4.5 mcs文件的QSPI Flash固化 106

4.5.1 FPGA配置设置选项 106

4.5.2 生成mcs文件 108

4.5.3 下载mcs件 110

第5章 基础外设实例 114

5.1 拨码开关的LED控制实例 114

5.2 PLL配置实例 115

5.3 用户自定义IP核 120

5.3.1 创建IP核 120

5.3.2 移植IP核 128

5.3.3 配置、例化IP核 130

5.4 UART的loopback实例 134

5.4.1 功能概述 134

5.4.2 代码解析 135

5.4.3 板级调试 144

5.5 MicroBlaze的Hello World实验 145

5.5.1 功能概述 145

5.5.2 MicroBlaze系统IP核配置 146

5.5.3 MicroBlaze处理器软件工程创建 149

5.5.4 板级调试 155

第6章 基于FPGA的DDR3存储器控制实例 160

6.1 DDR3 IP核配置与仿真 160

6.1.1 DDR3 IP核概述 160

6.1.2 DDR3 IP核配置 160

6.1.3 DDR3 IP核仿真 171

6.2 基于在线逻辑分析仪监控的DDR3数据读／写 178

6.2.1 功能概述 178

6.2.2 DDR3控制器IP接口时序解析 178

6.2.3 代码解析 182

6.2.4 在线逻辑分析仪配置 187

6.2.5 在线逻辑分析仪调试 190

6.3 基于UART命令的DDR3数据读／写 192

6.3.1 功能概述 192

6.3.2 代码解析 192

6.3.3 板级调试 196

第7章 USB3.0控制器FX3实例 198

7.1 基于FX3内部DMA的USB传输loopback实例 198

7.1.1 功能概述 198

7.1.2 固件编译与固化文件生成 198

7.1.3 硬件连接与设备识别 202

7.1.4 FX3的USB Boot加载 205

7.1.5 板级调试 207

7.2 FX3的SPI Flash代码固化 210

7.2.1 启动设置 210

7.2.2 SPI Flash固化 211

7.3 基于FX3内部DMA的USB数据吞吐量测试 212

7.3.1 硬件连接 212

7.3.2 FX3的USB Boot加载 212

7.3.3 FX3的基本Streamer功能演示 215

7.4 基于FX3的UVC（USB Video Class）传输协议实例 217

7.4.1 硬件连接 217

7.4.2 FX3的USB Boot加载 217

7.4.3 UVC设备识别 218

7.5 FX3固件SlaveFIFO配置修改说明 218

7.5.1 功能概述 218

7.5.2 GPIF Ⅱ Designer开启与工程加载 219

7.5.3 GPIF Ⅱ接口配置与工程编译 220

7.5.4 IDE下firmware工程加载 221

7.5.5 IDE下firmware工程编译 225

7.6 基于FPGA-FX3 SlaveFIFO接口的loopback实例 226

7.6.1 功能概述 226

7.6.2 Firmware下载 226

7.6.3 FPGA代码解析 227

7.6.4 ILA在线逻辑分析仪查看接口时序 229

7.7 基于FPGA-FX3 SlaveFIFO接口的StreamOUT实例 232

7.7.1 功能概述 232

7.7.2 Firmware下载 232

7.7.3 FPGA代码解析 232

7.7.4 ILA在线逻辑分析仪查看接口时序 234

7.7.5 Streamer中查看数据吞吐量 236

7.8 基于FPGA-FX3 SlaveFIFO接口的StreamIN实例 238

7.8.1 功能概述 238

7.8.2 Firmware下载 238

7.8.3 FPGA代码解析 238

7.8.4 ILA在线逻辑分析仪查看接口时序 239

7.8.5 Streamer工具测试数据吞吐量 241

第8章 LVDS收发传输实例 243

8.1 LVDS数据收发实例 243

8.1.1 功能概述 243

8.1.2 bit align处理 244

8.1.3 代码解析 245

8.1.4 装配说明 257

8.1.5 板级调试 257

8.2 带CRC校验的LVDS数据收发实例 258

8.2.1 功能概述 258

8.2.2 CRC校验基本原理 259

8.2.3 CRC8检验代码生成 260

8.2.4 代码解析 264

8.2.5 装配说明 268

8.2.6 板级调试 268

参考文献 269