104和多路UART扩展系统的研究与开发的开题报告

基于FPGA的PC/104和多路UART扩展系统的研究与开发的开题报告一、课题研究背景及意义FPGA（现场可编程门阵列）作为一种高度灵活且可重构的计算机芯片，已经得到了广泛应用。而PC/104接口作为一种小型化的计算机扩展接口，具有通用性和可扩展性，被广泛应用于各种计算机系统中。在某些应用场景下，需要通过PC/104接口进行多路串口通信，该串口通信如果直接使用CPU实现效率较低，而基于FPGA的多路UART扩展卡可以大幅度提高串口通信效率，降低CPU的负载率和通信延迟，因而具有重要的应用价值。二、研究目标和内容本课题旨在研究并开发一种基于FPGA的PC/104和多路UART扩展系统，具体包括以下研究内容：1.设计并实现基于FPGA的多路UART扩展芯片，支持多路串口通信。2.设计并实现基于FPGA的PC/104接口控制芯片，实现对PC/104接口的控制和数据传输。3.设计并实现基于PC/104接口和多路UART扩展芯片的扩展卡，支持多路串口通信。4.软硬件系统测试和性能评估，验证系统的稳定性和性能优劣。三、研究方法和技术路线1.FPGA开发：采用VerilogHDL编程实现基于FPGA的多路UART扩展芯片和PC/104接口控制芯片的设计。2.PCB设计：利用PCB设计软件进行PC/104接口控制芯片、多路UART扩展芯片及其它相关电路的设计，使其符合PC/104接口规范，最大化利用PCB板空间。3.系统集成：将FPGA芯片、PC/104接口控制芯片、多路UART扩展芯片及其它相关电路在PCB板上进行连接，形成一个完整的扩展卡。4.测试验证：对设计的系统进行测试和性能评估，验证系统的稳定性和性能优劣。四、预期成果本项目的预期成果如下：1.基于FPGA的多路UART扩展芯片，支持多路串口通信。2.基于FPGA的PC/104接口控制芯片，支持PC/104接口控制和数据传输。3.基于PC/104接口和多路UART扩展芯片的扩展卡，支持多路串口通信。4.通过测试验证，证明所设计的系统具有可靠的稳定性和卓越的性能。五、进度安排本项目的进度安排如下：1.第1~2个月:总体设计和框架搭建，包括硬件设计和Verilog设计。2.第3~4个月:PCB布局设计和样板制作。3.第5~8个月:FPGA编程软硬件系统集成和测试验证。4.第9~10个月:撰写毕业论文和答辩准备。六、参考文献1.Wu,J.,&Jin,Y.(2019).ADesignofPC/104InterfaceInterfaceRS-422/485Multi-PortSerialCommunicationsiCards.JournalofXi'anUniversityofEngineeringScienceandTechnology,33(5),595-602.2.Wei,C.,&Feng,Y.(2018).DesignofEthernettoSerialPortCommunicationBasedonFPGA.JournalofComputerApplications,38(5),1355-1359.3.Bian,Y.,Wang,L.,&Zhou,D.(2017).DesignofMulti-ChannelRS422/485SerialInterf