[实用新型]一种基于FPGA控制的脑电信号数据传输系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及脑电信号采处理技术领域，具体涉及一种基于FPGA控制的脑电信号数据传输系统。

背景技术

脑电信号采处理统的地层电路采集的脑电信号需要传输并在PC机上作波形显示，当前底层硬件与PC机之间的通信方式主要包括传统的串/并口和高速数据采集卡。串口作为通讯方式传输速率慢，一般为几十kb/s到100kb/s，脑电数据传输任务达到100kb/s，不能保证系统的实时性；并口虽然可满足脑电信号传输速率的要求，但现在PC机上普及越来越少，尤其是笔记本没有并口，这将限制系统的适用性；高速采集卡也可满足脑电信号传输速率的要求，但存在安装繁杂、价格贵、兼容性差等弊端。

发明内容

为了克服上述技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于FPGA控制的脑电信号数据传输系统，实现脑电信号采处理系统的地层电路与PC机之间传输脑电数据的功能。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基于FPGA控制的脑电信号数据传输系统，包括USB接口芯片1，USB接口芯片1的第一输入/输出和FPGA控制芯片2的输入/输出双向连接，USB接口芯片1的第二输入/输出通过USB接口6和上位机7双向连接，USB接口芯片1的第一输入和晶振电路5的输出连接，USB接口芯片1的第二输入、USB接口6的输入和稳压电路4的输出连接，稳压电路4的输入和供电电路3的第一输出连接，供电电路3的第二输出和FPGA控制芯片2的输入连接，USB接口芯片1采用总线供电。

所述的USB接口芯片1采用FT245。

所述的FPGA控制芯片2采用XC2S100。

本实用新型具有如下有益效果：选用FT245作为USB接口芯片1，其内部集成了微控制器，将USB固件程序固化在USB接口芯片1中，同时提供了PC端的设备驱动程序，这将大大降低开发难度；本实用新型最高支持480Mpbs的数据传输速率，同时支持热插拔和即插即用，使用方便，适用性广。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为USB接口芯片1采用的FT245的管脚图。

图3为FPGA控制芯片2与FT245的接口连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

参照图1，一种基于FPGA控制的脑电信号数据传输系统，包括USB接口芯片1，USB接口芯片1的第一输入/输出和FPGA控制芯片2的输入/输出双向连接，实现数据传输过程中FPGA控制芯片2对USB接口芯片1的控制；USB接口芯片1的第二输入/输出通过USB接口6和上位机7双向连接，USB接口芯片1的第一输入和晶振电路5的输出连接，USB接口芯片1的第二输入、USB接口6的输入和稳压电路4的输出连接，稳压电路4的输入和供电电路3的第一输出连接，供电电路3的第二输出和FPGA控制芯片2的输入连接，USB接口芯片1采用总线供电。

所述的USB接口芯片1采用FT245，管脚图如图2所示。所述的FPGA控制芯片2作为主机角色控制处于从机模式下的FT245。参照图3，FT245通过D0-D7这8位双向数据总线和4位读写状态控制信号RXF#、TXE#、WR#、RD#与FPGA控制芯片2连接，电源引脚与稳压电路4连接，其余控制引脚都连接在FPGA控制芯片2上，由FPGA控制芯片2控制FT245对数据的读写操作。

本实用新型的工作原理：FPGA控制芯片2通过8位并行数据总线D0-D7进行数据读写，上位机7通过标准串行总线对其进行控制读写，FPGA控制芯片2和USB接口芯片1通过上位机7控制完成两者间的数据串/并转换：一方面，当FPGA控制芯片2有脑电信号数据要传给上位机7时，数据通过8位并行I/O接口传给USB接口芯片1内部的数据缓冲区，USB接口芯片1再将8位并行数据转换成串行数据，通过USB接口6发送给上位机7；另一方面，当上位机7有控制指令数据要传给脑电信号采集设备时，先将串行数据通过USB接口6储存在USB接口芯片1内部的数据缓冲区，USB接口芯片1再将8位串行数据转换成并行数据，然后通过8位I/O接口把数据传给FPGA控制芯片2；供电电路3给FPGA控制芯片2供电，供电电路3通过稳压电路4给USB接口芯片1、USB接口6供电，晶振电路5将直流电能转化为交流电能，是USB锁相环的重要组成电路，实现USB接口芯片1输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪。