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多通道测光巡天望远镜(Mephisto)在进行天文观测的过程中会产生大量的实时数据,如何将海量的实时数据高速的传输给计算机进行分析,将是一个很大的挑战。本论文在充分研究和分析了现有的高速数据接收技术的前提下,把研究对象定为USB 3.0的CYUSB3014,根据天文望远镜的传输需求,最后基于FPGA设计了一款利用USB 3.0总线接口的高速数据接收方法,并在上位机上开发了在硬件设备上的驱动程序以及性能测试软件。论文首先介绍了当下比较常见的几种高速数据传输接口技术,其次我们深入的研究了USB 3.0的总线传输协议,分别对其体系结构、包类型、数据编码类型等作出剖析,为接下来的设计提供了基本理论基础,并把高速数据传输技术的接口模式定为Slave FIFO,并将数据传输方案确定为块传输。在主控芯片选取上,通过考察我们最终确定CYUSB3014作为接口主控芯片,并根据模块需求编写了FPGA的控制逻辑。在固件程序设计方面,我们在充分分析USB 3.0之后,通过GPIF II Designer工具设计了GPIF II的状态机,完成了芯片的固件设计。同时对DMA写和读操作的具体流程进行介绍,并实现了数据的传输。在FPGA和FX3的通信模式选择中,我们最终主要是通过Slave FIFO模式来完成。最后我们通过对上位机软件的设计来实现了对于整个高速数据传输技术的测试,满足了天文望远镜的需求。