计算机直接制版机数据适配卡的研究

【摘要】发排卡处于PC(personal)端和输出设备之间，是印刷行业中非常重要的设备[1]。近些年来，CTP(computer-to-plate)设备使用的发排卡大多为PCI(PeripheralComputerInterface,计算机外围接口)发排卡。然而随着计算机的不断发展，使用PCI发排卡会带来多方面的实际问题，如PCI发排卡需要匹配一定性能的计算机主板、数据线很长并且重，经常会出现发排卡与设备电路板之间接触不好的现象；另外一个主要的原因是由于市场竞争激烈，发排卡的核心技术为国外少数专业公司所垄断，因此，很多企业不得不针对自己公司的CTP设备来定制他们自己的发排卡，这样就提高了产品的生产成本。为此迫切需要研发一种与PC机的型号和所采用的操作系统无关的发排卡，以满足企业自身发展、提升市场竞争力的需求。目前，在印刷业还有部分企业还在使用计算机外围接口的发排卡；而有一部分CTP厂商已经自己研发并投入使用了USB发排卡。USB发排卡因其高速，方便，支持热插拔等优点而倍受欢迎；还有极少一部分CTP厂商已经开始使用网络发排卡。和USB发排卡相比，网口发排卡有很强大的组网能力，在分布式发排印刷领域具有广泛的应用前景和迫切的应用需求；但是由于网络发排卡技术引入迟、并且开发难度高，仅有很少的厂家开始使用。针对高速网络发排卡的应用需求，本文设计了一款基于FPGA[2](Field-ProgrammableGateArray，即现场可编程门阵列)芯片与千兆以太网口相结合同时外加大容量存储SDRAM(SynchronousDynamicRandomAccessMemory，同步动态随机存储器)芯片的发排卡。在深入分析了以太网物理层和FPGA的通信原理，以太网数据帧结构、SDRAM工作原理基础上，系统的开展了PHY与FPGA的接口设计，FPGA的内部逻辑设计和数据传输协议设计，SDRAM配置与访问控制设计等等。在所设计的系统中，对物理层的数据处理和通信通过使用千兆PHY芯片88E1111来完成；在FPGA的设计中，涉及到与PHY接口的设计如GMII,RGMII，对数据包的识别、打包、解包，对数据的存储、对SDRAM的访问控制、和上位机通信协议的设计、CRC校验、和CTP设备的接口设计等各功能模块的设计。本系统使用Verilog硬件描述语言进行设计，结合Altera公司的QuartusII11.0开发平台、以及Modelsim仿真软件实现对各模块代码的设计编写，功能仿真，以及布局布线；通过在线调试工具SignalTap逻辑分析仪对系统各功能模块进行验证，最终在开发板上进行板级设计、制作、调试与验证。实验结果表明，所设计制造的千兆网口数据发排卡实现了原有PCI发排卡的功能，在对系统的适应性、传输速度、未来的组网能力等方面具有明显的优势。各项参数指标达到预期的要求，且系统的开发成本低，周期短，可应用于其他的类似电子系统的设计。
【作者】钱仁瑞；
【导师】张海鹏；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，集成电路工程，2014，硕士
【关键词】发排卡；FPGA；CTP；Verilog；以太网数据帧；

【参考文献】
[1]印娅.农民工对《建党伟业》的解码研究[D].西南交通大学,影视创作研究,2014,硕士.
[2]邱子桐.迷离诱惑：英语文学中的“女巫”形象[D].华东师范大学,英语语言文学,2013,硕士.
[3]马文博.马克思人权思想及其当代价值[D].中共湖南省委党校,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[4]王辉.杂多核碱土碱金属配合物的合成及催化性能[D].安徽大学,有机化学,2013,硕士.
[5]倪良胜.面向海量实时数据信息检索系统的研究与实现[D].东南大学,2004.
[6]雷志成.陕甘宁边区的财政与税收体系探析[D].湖南师范大学,中共党史,2004,硕士.
[7]吴晓旭.基于ZigBee传感网络多节点电压采集与传输系统设计实现[D].北方工业大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[8]沈文文.青年女性被动提踵下“跑”的运动生物力学研究[D].宁波大学,体育教育训练学,2014,硕士.
[9]邓大情.论张籍的歌行诗[D].华南师范大学,古代文学,2004,硕士.
[10]胡艳丽,白亮,张维明.一种话题演化建模与分析方法[J].自动化学报,2012,10:1690-1697.
[11]顾光斗.土工合成材料加筋黄土力学性能试验研究[D].武汉理工大学,道路与铁道工程,2013,硕士.
[12]蒙鹏翔.WH公司特种反光材料核心竞争力研究[D].电子科技大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[13]柴宗琴.我国小微企业民间融资法律监管问题研究[D].安徽大学,法律,2013,硕士.
[14]王萌.钢琴曲《夕阳箫鼓》的民族音乐特征研究[D].吉林大学,音乐,2014,硕士.
[15]阎洁.基于广义成形理论的汽车覆盖件起皱缺陷研究[D].大连理工大学,车辆工程,2013,硕士.
[16]吕宏强.椭圆曲线密码体制中标量乘算法的研究[D].北京化工大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[17]王文忠.组织有效投入推进体制转换狠抓配套突破——谈本市住宅建设发展中的几点设想[J].上海建设科技.1996(01)
[18]沈清.利率市场化进程中国内商业银行贷款定价模型及其应用研究[D].南京农业大学,金融学,2012,硕士.
[19]邹毓兰.草豆蔻和明日叶中黄酮类化合物的提取纯化及清除DPPH自由基的研究[D].青岛农业大学,应用化学,2012,硕士.
[20]王永康.高速公路联网计重收费系统技术规范的研究[J].交通世界.2005(Z1)
[21]杨振.库尔勒香梨辐射育种及芽变沙01的品种特性研究[D].新疆农业大学,果树学,2012,硕士.
[22]田美红.数据库用户认证机制的研究和实现[D].浙江大学,计算机软件与理论,2004,硕士.
[23]张浩杰,龚建伟,姜岩,熊光明,陈慧岩.基于变维度状态空间的增量启发式路径规划方法研究[J].自动化学报,2013,10:1602-1610.
[24]张钊.层叠绕组式磁悬浮永磁直流平面电机鲁棒控制系统研究[D].浙江理工大学,测试计量技术及仪器,2014,硕士.
[25]梁艳.南岭地区伯乐树种群遗传多样性研究[D].中南林业科技大学,遗传学,2013,硕士.
[26]张伟龙.纳米金与石墨烯修饰农药残留电化学传感器研制及其应用研究[D].江南大学,2013.
[27]朱良军,金光泽,王晓春.典型阔叶红松林干扰历史重建及干扰形成机制[J].植物生态学报,2015,02:125-139.
[28]吴婷.基于Fe~(3+)选择性猝灭的荧光分子开关及其应用研究[D].华中科技大学,分析化学,2013,硕士.
[29]马杰.乌鲁木齐陕西大寺及周边环境的场效应建构研究[D].西安建筑科技大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[30]罗志虹,赵玉振,郭珺,罗鲲.正极材料与催化剂对锂空气电池性能的影响及相关研究进展[J].材料导报,2015,07:20-26+58.
[31]王志强.阀门新产品生产运作管理与优化研究[D].湖南大学,工业工程,2010,硕士.
[32]BiljanaCiric.唐代绘仕女画及审美风气的演变[D].华东师范大学,美术学,2004,硕士.
[33]杜海峰,王孙安.复杂机电系统的智能控制[J].机床与液压,2001,05:25-28+2.
[34]陈景源.核盘菌bZIP转录因子Ss-Adal的功能研究[D].吉林大学,植物病理学,2014,硕士.
[35]王政达.面向移动终端的网页适配测试平台的设计与实现[D].哈尔滨工业大学,软件工程,2013,硕士.
[36]陈锡莲.二萜化合物Leukamenin E对拟南芥愈伤组织PLD的调控作用研究[D].西北师范大学,细胞生物学,2013,硕士.
[37]张慧芝,王让会.生态环境制图的理论与方法——以土地荒漠化图为例[A].中国地理学会地图学与GIS专业委员会.地图学与GIS学术讨论会论文集[C].中国地理学会地图学与GIS专业委员会:,2002:5.
[38]方氏燕.越南学生汉语时间词语的偏误分析及教学对策[D].广西民族大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[39]王化爱,钟建华,杨少勇,张长好,王金华.柴达木盆地乌南—绿草滩地区下油砂山组滩坝砂岩特征与储层评价[J].石油地球物理勘探,2009,05:597-602+525+650.
[40]王红艳.论冷战后美国对发展中国家的人权外交[D].华中师范大学,马克思主义理论与思想政治教育,2003,硕士.
[41]别蓁蓁.上海高校健美操高水平运动队的现状和发展对策研究[D].河北师范大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[42]王巍,李庆康,马克平.东灵山地区辽东栎幼苗的建立和空间分布[J].植物生态学报,2000,05:595-600.
[43]王凯.连续梁桥减隔震支座参数设计与优化[D].西南交通大学,桥梁与隧道工程,2014,硕士.
[44]仵阳.测速天幕靶检定装置与检定方法[D].西安工业大学,测试计量技术及仪器,2014,硕士.
[45]张桥英,张运春,罗鹏,王乾,吴宁.白马雪山阳坡林线方枝柏种群的生态特征[J].植物生态学报,2007,05:857-864.
[46]彭佳洁.从文化语境的重构看《道德经》英译[D].湖南科技大学,外国语言文学,2013,硕士.
[47]姚蓉.基于物联网技术的西安市蔬菜供应链追溯系统研究[D].长安大学,物流工程与管理,2013,硕士.
[48]张海涛,何清华,施圣贤,阳昶.自动化技术在挖掘机中的发展与应用[J].工程机械与维修,2004,03:74-76.
[49]董杰,韩敏.分布式信息融合系统的J2EE框架设计[J].仪器仪表学报,2005,S2:513-514.
[50]白昊.硫磺回收工艺的模拟与优化[D].大连理工大学,化学工程,2013,硕士.