题目：基于FPGA的cPCI/PXI接口模块的设计与研究

cPCI/PXI 总线以其良好的机械和电磁兼容特性，以及专用的同步触发总线在工业控制和测试系统中得到了广泛的应用。在型号产品的测试设备开发过程中，由于其特殊的测试要求和信号特性，往往需要自行研制cPCI/PXI 总线接口模块。比较常用的方式是采用9054 等专用接口芯片实现同cPCI/PXI 总线的接口。随着FPGA 技术的发展，采用一块FPGA 芯片同时实现本地功能和cPCI/PXI 总线接口成为可能，而且具有可移植性强、电路面积节省、功能设计灵活、具有自主知识产权等诸多优势。因此，研究采用FPGA取代专用接口芯片实现和cPCI/PXI 总线的接口具有重要意义。根据cPCI/PXI 接口模块的基本要求，明确了接口模块硬件和软件的设计目标。根据cPCI/PXI 总线电气特性设计了和FPGA 芯片的接口电路。并从通用性和可拓展性的角度出发设计了本地硬件电路。通过编写FPGA 硬件程序，实现了cPCI/PXI 总线接口信号时序状态机，同时根据协议的定义实现了接口模块的配置空间定义和访问。本地接口采用总线方式实现和多个本地功能模块的接口，并且通过程序实现了32 位、16 位、8 位等不同本地总线宽度配置。并且在FPGA 内部，通过硬件程序的方式实现大部分的本地功能和对本地外围硬件的控制。利用DriverStudio 生成的WDM 驱动程序框架开发了Windows 平台下的接口模块驱动程序，根据硬件的具体功能实现了驱动程序中读、写、设备IO、中断等具体例程。设计了控制台下的应用程序，对接口模块的各种基本功能实现了验证。本文设计的cPCI/PXI 接口模块在NI 的PXI 平台下经过验证，可以实现与cPCI/PXI总线的正确接口，操作系统可以正确识别、配置模块并获取模块配置空间的信息。实现对本地存储器件的单次和突发读写，对本地电路的数字IO 控制，串行数据收发等基本功能的验证，完全达到接口模块的设计目标。