Transferencia de datos por puerto USB de una tarjeta FPGA Nexys 2 empleando LabWindows CVI v9.0

Juan Raúl, Rodríguez Suárez
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RESUMEN / ABSTRACT En el trabajo se presenta la implementación de la comunicación por puerto USB entre una computadora con sistema operativo Windows y una tarjeta FPGA Nexys2. Dicha tarjeta posee un microcontrolador Cypress CY7C68013A que maneja un puerto USB2 de alta velocidad que ha sido programado para emular un puerto paralelo EPP. Se expone el diseño y evaluación de una interfaz gráfica de usuario con programación LabWindows que maneja la biblioteca DPCUTIL y que posibilita la
more » ... ita la transferencia y visualización de datos desde la Nexys2. La aplicación permite la transferencia en tiempo real de un procesador digital de 12bits, de dos canales implementado con frecuencia de muestreo de 1MHz en la FPGA. En el trabajo se evalúa los resultados alcanzados en cuanto a la velocidad de transferencia de datos efectiva. Palabras claves: Comunicaciones, FPGA, Puerto USB, transferencia de datos. This paper deals with the implementation of USB communication between a PC with Windows OS and a Nexys2 FPGA Board .This board has a Cypress Microcontroller that handles a high speed USB port and it is configured to emulate a EPP port. This work presents the design and evaluation of GUI that is supported on LabWindows CVI 9, and use the driver DPCUTIL.dll to control the data transfers for Nexys2. An FPGA application has been designed that responds to the request of PC via USB and provides data transfer with an ADC converter of 2 channels, 12 bits, with a 1 MHz sampling frequency. The LabWindows Application provides a graphical monitoring of data transfer and post processing of data, taking advantage of the library functions that are available in LW. Also data transfer speed is evaluated. INTRODUCCIÓN La interfaz USB se ha convertido en un estándar para la comunicación de una PC con diversos periféricos como cámaras, impresoras, amplificadores de audio y memorias externas así como con sistemas digitales basados en microcontroladores, procesadores digitales (DSP) y FPGA. Tal es el caso de la tarjeta FPGA Nexys2 1 que posee un puerto USB que permite la alimentación de la tarjeta, la programación de la misma para implementar una aplicación determinada y la transferencia de datos entre una aplicación y la PC. El fabricante suministra una aplicación para el sistema operativo Windows denominada Adept 2-que es usada fundamentalmente para programar el circuito FPGA, aunque también posibilita el diagnóstico de la misma y la transferencia de datos. Sin embargo no brinda el código de dicha aplicación por lo que no puede ser aplicada o expandida para procesar transferencias especificas que sean necesarias tales como un sistema de adquisición de datos o simple procesador digital que estén implementados en la FPGA. En este trabajo se presenta y analiza el diseño de una aplicación de interfaz gráfica en LabWindows/CVI v9 que permite el control, visualización y post procesamiento de la transferencia de datos con un circuito sintetizado en la FPGA. La aplicación en la FPGA es un controlador de conversión análogo-digital ADC que permite la digitalización de hasta dos señales analógicas a una frecuencia de muestreo máxima de 1 MHz y resolución de 12 bits. Las muestras generadas por los conversores son enviadas por el puerto USB hacia la PC. Aunque se trata de una aplicación específica como se analiza en detalle la metodología empleada puede ser fácilmente aplicada o modificada para nuevas aplicaciones. MATERIALES Y MÉTODOS. FUNDAMENTOS DE LA COMUNICACIÓN USB. Para analizar la comunicación USB entre una PC y un dispositivo USB se deben de considerar los siguientes elementos de hardware y software.
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