题目：基于FPGA的PROFIBUS-DP高速通信控制器的研究

PROFIBUS是由SIEMENS等公司联合开发的一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准。其中，PROFIBUS-DP专为自动控制系统和设备级分散I/O之间的通信而设计，实现了分布式控制系统的快速、循环数据传输，在国内工业控制领域已经取得了大量的应用。本文在对PROFIBUS-DP总线协议细节及从站功能结构进行深入分析的基础上，结合当前微电子技术中流行的FPGA设计方法，参照现有专用协议芯片的结构和功能定义，研究了如何通过硬件描述语言实现从站通信控制器的逻辑功能，并根据可编程逻辑设计的设计原则和优化手段，完善了控制器的通信功能，实现了PROFIBUS-DP从站节点的高速化。通过将该从站通信控制器加入到PROFIBUS-DP总线系统中进行测试和验证表明，通信控制器可完全支持协议规定的全部通信波特率，并实现与主站的正常数据通信，从而为国内自主开发设计具有PROFIBUS-DP通信功能的ASIC芯片提供了尝试性的研究，为某些特殊领域的应用提供了备选方案。在高速从站通信控制器的设计成果和开发经验的基础上，对PROFIBUS-DP主站的功能和结构进行了分析，参照协议规范对其进行了功能设计和结构设计，实现了一个具有单主多从通信功能主站的设计方案，并用Verilog HDL语言完成了编码，为下一步开展全面的主站协议解析芯片的设计进行了尝试性地研究。