FPGA在嵌入式系统USB接口设计中的应用

1 下载量 180 浏览量 更新于2024-09-02 收藏 228KB PDF 举报
"EDA/PLD中的基于FPGA的嵌入式系统USB接口设计" 本文主要探讨了在EDA(电子设计自动化)/PLD(可编程逻辑器件)领域中,如何利用FPGA(现场可编程门阵列)设计一个基于USB(通用串行总线)接口的嵌入式系统,用于连接传统的电话网络PSTN(Public Switched Telephone Network)与个人计算机。设计的核心是使用USB2.0接口器件EZ-USB FX2 CY7C68013A-56,它工作在Slave FIFO模式,为FPGA和PC之间的数据及命令交换提供了高速通道。 USB2.0接口是当前计算机的标准扩展接口,具备高速传输能力,能够满足PC与FPGA之间大量数据和命令的快速传输需求,从而实现在PSTN与PC之间的电话通信功能。经过硬件调试,系统表现出良好的稳定性,通话质量达到了预期标准。 系统设计中,PC作为主机,而基于FPGA的嵌入式系统作为USB设备。当有电话接入时,DAA(电话响应模块)向FPGA发送中断请求,FPGA通过USB中断传输将此信息上报给主机,用户通过PC上的应用程序决定是否接听。摘机后,FPGA根据接收到的命令接通电话,并利用USB的同步传输实现双向语音数据交换。拨打电话的过程与此类似。 硬件设计部分,FPGA作为控制核心,负责处理与USB接口相关的各种操作。系统硬件框图包括FPGA、USB接口芯片、DAA模块以及与PC的通信接口。FPGA不仅管理中断处理,还控制数据流的同步和通信协议的执行。DAA模块则负责与PSTN网络的物理连接,确保电话通信的正常进行。 通过这样的设计,该系统实现了IP-PBX(Internet Protocol Private Branch eXchange,IP私有分支交换机)功能的简化版,大部分处理工作由PC服务器承担,而FPGA专注于USB接口的实时管理和数据传输。这样的架构既保留了FPGA的灵活性,又充分利用了USB接口的高速特性,为PSTN和IP网络间的通信提供了一个高效的解决方案。 总结来说,该设计展示了如何在FPGA中实现一个支持USB2.0的嵌入式系统,用于连接PSTN电话网络和PC,实现高质量的电话通信。这种方法对于开发集成通信系统,特别是在需要高速、实时数据交换的场合,具有很高的实用价值和参考意义。