基于USB 3.0的计算机与FPGA通信库设计与实现

本文主要探讨了"计算机与FPGA间USB 3.0通信库"的研究，由李志伟、丁博岩、刘君和王韬四位作者合作完成，他们的研究得到了高等学校博士学科点专项科研基金和国家自然科学基金的双重支持。该研究针对的是在高速计算机和FPGA（Field-Programmable Gate Array，可编程门阵列）之间构建高效且兼容的通信桥梁，以满足USB 3.0接口下的数据传输需求。 文章的核心内容围绕USB 3.0技术展开，这是一种先进的串行接口标准，旨在提供比前一代USB 2.0更高的数据传输速率。设计的通信库包含三个关键的用户交互接口：大量数据传输接口，用于支持高带宽的数据传输，能够达到2.40Gbps，接近Cypress CYUSB3KIT-003开发板的最大速率（75%）；寄存器读写接口，允许用户软件对硬件进行精确控制和实时状态查询；中断接口，通过定制中断机制，让FPGA能够主动向计算机报告硬件事件，增强系统的实时性和响应能力。 研究的实现平台包括Cypress的CYUSB3KIT-003开发板和Xilinx的KC705开发套件，这两者是FPGA开发的常见工具，确保了设计的实用性和兼容性。通信库的设计目标在于提升系统性能，同时保持良好的便携性和易用性，使得不同应用场景下的集成更为便捷。 整个研究的关键词涵盖了核心技术和应用领域，即FPGA、USB 3.0、以及通信库，表明了作者们专注于高性能的Host-FPGA通信解决方案的研究，这在现代嵌入式系统和高速数据交换中具有重要的实际价值。本文的成果不仅有助于学术界深入理解USB 3.0在FPGA领域的应用，也为工业界提供了实际的参考和优化计算机与FPGA系统交互的新思路。