FPGA设计实例：高增益高频OTA与USB接口控制器

"这篇文档是关于FPGA数字电子系统设计与开发的一个实例导航，主要讨论了如何使用FPGA实现USB接口控制器，特别是高增益高频OTA运算放大器的设计以及使用PSpice进行仿真。文中提到了几个关键的FPGA设计模块，包括分频器、沿控制器、输入/输出切换模块、设备收发器模块和请求处理模块。这些模块共同构成了一个完整的FPGA USB控制系统。" 在FPGA设计中，分频器模块是一个必不可少的部分，它的作用是将FPGA的高频率系统时钟转换为适合PDIUSBD12芯片的时钟信号。这是因为PDIUSBD12有特定的时间限制，比如读写操作之间需要至少500ns的间隔。分频器能够确保这些时序要求得到满足。 沿控制器模块则关注于读写操作的精确触发。对于PDIUSBD12，读写操作由WR_N和RD_N这两个控制信号的下降沿启动。这个模块的任务就是生成可控的下降沿，从而准确控制读写操作的开始。 输入/输出切换模块是解决双向数据总线冲突的关键。FPGA和PDIUSBD12之间的数据总线是双向的，因此在进行读写操作时，必须确保只有一个操作进行，否则会导致数据错误甚至损坏芯片。这个模块会根据当前的读写状态切换信号源，确保总线驱动的单一性。 设备收发器模块是整个系统的中心，它负责配置PDIUSBD12，处理中断，从缓存读取数据并根据需要发送数据。此外，它还解析主机请求，并将其传递给请求处理模块。 请求处理模块接收解析后的主机请求，根据请求内容决定执行相应的操作。它是系统响应主机指令的核心逻辑部分。 在实现这些模块前，通常需要编写自定义包，如USB包和PDIUSBD12包，以便封装相关函数和常量，便于后续的代码编写和模块集成。这些自定义包是FPGA设计中的基础组件，能提高代码的可重用性和模块化程度。 整个FPGA开发过程包括创建工程，编写各模块代码，建立测试平台，最终整合所有模块并进行仿真和测试。这展示了FPGA设计的一般流程，也强调了理论知识与实践经验相结合的重要性。书中提供的案例不仅涵盖了基本的FPGA知识，还涉及了如I2C、UART、USB、数字视频处理、VGA/LCD显示、CAN总线和以太网等接口技术的实现，为读者提供了丰富的实践指导。