High speed USB interface for FPGA devices

Currently, one of the most relevant issues present in electronics is the communications field, i.e., how to exchange data among different components. To illustrate this fact, one example would be how to connect an FPGA with the external world, like, for instance, a PC. The task carried out during this thesis was developing part of the communication path between FPGA and PC, using as intermediate point the FT2232H device. The project consists in the implementation of the FT245 Synchronous FIFO interface supported by this chip between the PC and the FPGA. The connection with the PC is done by means of a USB cable. Apart that, the FT2232H chip allows other sorts of communication modes, like the FT245 Asynchronous FIFO interface already done. The aim of this project was to substitute this protocol with a synchronous solution in order to achieve a higher data transfer rate.

Al giorno d’oggi, uno dei problemi più rilevanti presenti nell'elettronica è il campo delle comunicazioni, ovvero lo scambiare dati tra diversi componenti; uno degli esempi principali è il collegamento dei sistemi a logica programmabile FPGA con il mondo esterno, come, ad esempio, un PC. Il lavoro di tesi svolto consiste nello sviluppare parte del percorso di comunicazione tra FPGA e PC, utilizzando come punto intermedio di interconnessione il dispositivo FT2232H; il progetto consiste nell'implementazione dell'interfaccia FIFO sincrona FT245 lato FPGA e della relativa gestione software lato PC. Fisicamente PC ed FPGA sono connessi tramite un cavo USB. Il chip FT2232H, oltre al meccanismo FIFO sincrona FT245 che sarà l’oggetto principale di questa tesi, consente altri modalità di comunicazione, come ad esempio l'interfaccia FIFO asincrona FT245; quest’ultima già implementata e testata. Lo scopo di questo progetto è la modifica, lato firmware e software, del protocollo asincrono, meno efficiente, con quello sincrono al fine di ottenere una velocità di trasferimento dati più elevata.