基于FPGA及以太网技术的数据传输模块设计

吕麒鹏，刘 鹏，武 杰

(中国电子科技集团公司第二研究所，山西 太原 030024)

在信息化社会高速发展过程中，数据的高速处理传输及显示已经从与人息息相关的生活等消费应用向工业应用中渗透。随着宽带互联网的发展及电子制造装备智能化、信息化的进程推进中，工业工艺数据内容的处理传输显示已经逐渐占据当前工业信息主流。与传统电子设备利用本身的控制器进行数据处理相比，采用FPGA及以太网技术能够更加有效率的完成数据的再次利用，并将成为工业应用的下一次焦点。本设计采用系统集成的方式进行，硬件包括工控机本身携带的DVI接口模块、自主设计的USB模块、自主设计的FPGA控制模块、自主设计的以太网接口模块和电源复位模块等，其中以性价比最高的CycloneIII系列的EP3C5E144型号FPGA作为控制模块作为核心部分，在软件设计方面使用Verilog HDL语言程序进行编写。

1 系统基本组成

该系统通过工控机及工控机的DVI接口、以太网模块、FPGA模块及存储模块组成，如图1所示。

1) 工控机自带的DVI接口为系统提供稳定的信号源[1]。

2) 控制主单元通过采用FPGA技术控制。

3) 通过以太网传输技术完成数据的稳定性传输和抗干扰传输。

图1 系统基本框图

2 USB接口电路设计

该电路用于将工控机、显示屏控制软件、显示屏进行相互连接并实现参数传递及初始化操作。采用FT245BL这种专用的USB接口芯片进行设计[2]。USB接口模块具有发送功能和接收功能两种。发送部分将接收到的数据帧转化为并行数据之后传输给FPGA，同时FPGA通过外部的EEPROM将接收到的数据存储，同时驱动显示屏进行扫描显示。……