基于FPGA的激光器电源PMBus总线接口设计(2)
FPGA器件的国际化应用与它自身的优点是分不开的。首先，现今的技术发展材料等加工工艺的进步使得FPGA的成本降低，价格下降；其次，FPGA作为日益成熟的芯片它的可编程逻辑电路特性使得它可以使电子电路系统功耗降低，成本降低；最后，FPGA器件芯片的支持软件越来越多，更多的设计人员的选择使得相关的工程、项目的开发周期大大缩减，能够开发出质量稳定的电路系统。所以FPGA的使用已经越来越可靠和实用。
Xilinx公司是FPGA芯片的发明者和供应商，目前在全世界范围内已经成为最大的可编程逻辑器件制造商，很多的高等院校、研究院、研究所、大型制造企业、生产电子电路类型的公司等等，都采用Xilinx公司的设计方案与开发的芯片进行研究和开发利用。现今主流的FPGA产品是Aletra公司和Xilinx公司的产品，Xilinx公司的Virtex5系列芯片的产品市场占有率现已达到50%以上，它采用的是世界范围首屈一指的65nm铜工艺技术，有着无与伦比的强大逻辑设计功能，已经一跃成为FPGA设计使用中的新秀。
在这样的研究背景下，本课题提出使用 Xilinx公司FPGA芯片Virtex5来设计出一种PMBus总线接口，在使用Xilinx公司的ISE套件进行逻辑编程和仿真工作进行验证，可以通过对PMBus接口编程进行电源状态的控制，通过此接口能够进行实时监控激光器电源的工作状态，以及将实时得到的数据传输给上位机系统进行分析。本论文的研究内容在工业控制领域、电源研究领域等有着很好的前景和使用空间。
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
本文是对本次毕业设计进行详尽论述，主要是对激光器电源的PMBus总线接口进行设计，在使用Xilinx公司的新一代功能强大的FPGA芯片Virtex5的基础上，通过ISE软件进行逻辑设计工作，并进行时序仿真验证，实现电源工作状态的监控，并且将数据实时传送到上位PC机进行计算分析。
主要研究内容为：第1章主要是进行绪论介绍，介绍了本次毕业设计的研究背景，对国内外的相关电源总线的研究背景和研究现状进行了论述；第2章主要是对本次毕业设计的系统原理进行介绍，介绍了FPGA的工作原理和软件ISE14.7的使用方法以及对串行总线I2C、SMBus、PMBus相关原理进行介绍；第3章根据实验仿真得到的相关时序仿真图，进行分析和总结，验证数据的传输实验结果，得出相关结论。最后给出本次毕业设计所查阅和引用的的相关参考文献。
2 系统原理及分析
2.1 FPGA基本原理及Virtex5硬件介绍
FPGA的英文全称是Field Programmable Gate Array，是最近30年发展起来的先进的可编程逻辑器件。随着它的出现，PAL、GAL、CPLD等器件就慢慢的被淘汰掉了。FPGA芯片不断的优化发展，已经成为了集成电路不可或缺的一部分，慢慢的成为设计开发人员所钟爱的产品。随着电子工艺的发展和集成技术的不断进步，FPGA芯片的门电路数已经可以有很多，因此FPGA可以实现很多以前无法实现的功能。
目前，国际市场范围内主要的FPGA器件都采用的结构是，基于SRAM工艺的查找表（Look-Up-Table）结构。这种查找表（Look-Up-Table）结构，可以通过对FPGA芯片进行烧录文件，从而改变查找表的内容，由此可以用于实现对FPGA芯片的重复擦写和使用。一般情况下，使用FPGA芯片的时候，需要外接一个片外存储器，以此来保存烧录的程序。上电开始的时候，FPGA芯片将连接的外部存储器中的数据读入片内RAM，相关程序的配置工作完成后，立即进入工作状态；掉电结束后，FPGA芯片的内部逻辑连接消失，重新的恢复成原来状态（无或者白片状态）。
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