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基于FPGA的嵌入式系统USB接口设计




关键词:

摘要:设计基于FPGA的IP-BX电话应用系统,用于传统的电话网络(PSTN)与PC机之间的接口连接。USB2.0接口器件EZ-USB FX2 CY7C68013A-56工作在slave FIFO模式,为基于FPGA的嵌入式系统与PC机之间提供数据和命令通道,从而可满足PC机与FPGA之间数据与命令的高速传输,实现PSTN与PC机之间的电话通信。硬件调试结果表明系统工作稳定,通话质量满足要求。
关键词:接口;FPGA;USB2.0;slave FIFO

    通用串行总线USB(Universal Serial Bus)是应用于PC领域的接口技术,已得到广泛应用。USB2.0已成为目前电脑中的标准扩展接口。本系统设计的目的在于为公共交换电话网络(PSTN)和PC机之间提供一个数字接口,设计中PC机是主机,基于FPGA的嵌入式系统是USB设备。该系统是IP-PBX的简化系统,大量工作由PC的服务器完成,而这里重点介绍以FPGA为控制核心的USB接口设计。

1 系统结构设计
    该系统通过TRM(Telephone Response Module)和PC服务器实现PSTN网络和Internet网络之间自由、高效通话。图l为整个系统结构示意图。


    系统工作过程:当有来电时,DAA向FPGA申请中断。FPGA收到中断后,使用USB的中断传输向主机报告有外接来电,则PC的应用软件会提示用户选择摘机或拒绝。摘机后,FPGA在接收到命令后就会接通电话,然后语音数据通过USB的同步传输进行双向传送。当用户向外拨号时,其过程与来电时的情况是相同的。

2 系统硬件模块设计
2.1系统硬件框图
    本设计采用FPGA作为核心控制器件,其控制对象是USB2.0接口器件EZ-USB FX2 CY7C68013A-56。图2为EZ-USB器件工作在Slave FIFO模式下时FX2 USB和FPGA的典型电路连接图。

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