【摘要】：隨著通信產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展和智能手機(jī)的不斷普及,片上通信系統(tǒng)芯片即通信SoC備受關(guān)注。在集成電路芯片的快速發(fā)展過(guò)程中,基于集成電路IP核的通信SoC設(shè)計(jì)方法已成為主流,因此IP核的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證問(wèn)題就變得非常重要。驗(yàn)證是IC設(shè)計(jì)過(guò)程中十分重要的環(huán)節(jié),SoC設(shè)計(jì)的好壞與驗(yàn)證工作的質(zhì)量緊密相關(guān),驗(yàn)證為SoC的設(shè)計(jì)提供了有效保障,IP驗(yàn)證以及性能測(cè)試已趨于重要因素。而且結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目來(lái)看,功能驗(yàn)證在芯片設(shè)計(jì)流程中占據(jù)著關(guān)鍵的地位。作為一種簡(jiǎn)單易用并且高速的串行總線,通用串行總線USB從出現(xiàn)至今,越來(lái)越受到人們的歡迎。加之目前所有的片內(nèi)總線規(guī)范中,高級(jí)微控制器總線架構(gòu)AMBA逐漸成為一種片上通信標(biāo)準(zhǔn)。因此,本論文將USB技術(shù)與AMBA總線進(jìn)行結(jié)合,對(duì)USB2.0 HOST接口 IP核進(jìn)行了功能驗(yàn)證研究。本論文主要研究的內(nèi)容有:第一,制定了 USB HOST接口控制器的驗(yàn)證方案,精確指定了 USB HOST接口控制器的初始化向量、提取了詳細(xì)的驗(yàn)證功能點(diǎn)。第二,采用軟硬件協(xié)同驗(yàn)證方法,搭建了可配置、通用的虛擬驗(yàn)證平臺(tái)即模塊級(jí)、系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證平臺(tái)。本論文根據(jù)USB2.0 HOST協(xié)議規(guī)范,首先提出了一個(gè)新的模塊級(jí)驗(yàn)證平臺(tái)架構(gòu)。為了減少集成便于仿真測(cè)試,將編寫的AHB總線接口與UTMI+接口的task任務(wù)分離開,兩部分之間采用GPIO建立通信。通過(guò)GPIO,AHB總線接口可以有序的調(diào)用UTMI+接口上的task任務(wù),從而完成想要的測(cè)試對(duì)象,以便完成一次有效的傳輸。該架構(gòu)對(duì)模塊劃分時(shí)盡量做到每個(gè)模塊功能獨(dú)立,并且信號(hào)流清晰。其次提出了一個(gè)新的系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證平臺(tái)架構(gòu)。將兩組USB控制器進(jìn)行環(huán)接,其中一個(gè)作USB HOST控制器,另一個(gè)作USB DEVICE控制器使用,兩個(gè)USB控制器通過(guò)UTMI+輸出接口建立通信。這種架構(gòu)可以很方便的根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行重新設(shè)計(jì),便于測(cè)試。從而使用Cadence公司的仿真工具NC-Sim,通過(guò)加載相應(yīng)的需要觀察的接口信號(hào),完成了對(duì)USB HOST接口控制器的快速動(dòng)態(tài)仿真。經(jīng)驗(yàn)證USB2.0 HOST IP核有完善的功能,可以支持高速(480Mbps)和全速(12Mbps)兩種傳輸模式。第三,針對(duì)虛擬驗(yàn)證平臺(tái)的不足之處,進(jìn)一步搭建了基于Xilinx FPGA和ARM處理器的原型驗(yàn)證平臺(tái),通過(guò)構(gòu)建C語(yǔ)言測(cè)試項(xiàng)進(jìn)行了功能驗(yàn)證,給出了板級(jí)測(cè)試的結(jié)果。測(cè)試結(jié)果表明USB2.0 HOST接口順利地完成了 USB設(shè)備的枚舉過(guò)程,達(dá)到了要求的傳輸規(guī)范,符合USB2.0的基本特性,具備一定的實(shí)用性和可推廣性,以此為我積累了寶貴的驗(yàn)證技術(shù)方面的經(jīng)驗(yàn)。
【圖文】：

行數(shù)據(jù)交換。傳輸速率可以達(dá)到４８０Ｍｂ／ｓ，支持聲音、視頻等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。逡逑２．１．１邋ＵＳＢ邋結(jié)構(gòu)逡逑一個(gè)簡(jiǎn)易的ＵＳＢ系統(tǒng)是由以下部分構(gòu)成，下圖２．１所示ＵＳＢ主機(jī)與設(shè)備之間的逡逑關(guān)系。逡逑ＵＳＢ主機(jī)邋＾邐？邋ＵＳＢ設(shè)備逡逑圖２．］邋ＵＳＢ主機(jī)與設(shè)備之間關(guān)系圖逡逑（１）邐ＵＳＢ主機(jī)逡逑ＵＳＢ主機(jī)控制器作為ＵＳＢ主機(jī)和設(shè)備之間的橋梁，連接著ＵＳＢ主機(jī)和設(shè)備。主逡逑機(jī)的作用是控制ＵＳＢ設(shè)備的連接，以及斷開ＵＳＢ設(shè)備；控制并管理ＵＳＢ主機(jī)和設(shè)逡逑備之間的數(shù)據(jù)流；以及給與ＵＳＢ主機(jī)相連的設(shè)備提供電源。逡逑（２）邐ＵＳＢ設(shè)備逡逑ＵＳＢ設(shè)備作為ＵＳＢ系統(tǒng)的外圍設(shè)備，功能就是為了發(fā)送并且接收來(lái)自ＵＳＢ總線逡逑上的數(shù)據(jù)或控制信號(hào)。ＵＳＢ設(shè)備本身攜帶了用于識(shí)別的屬性配置信息。如打印機(jī)、逡逑鼠標(biāo)等設(shè)備。不同的ＵＳＢ設(shè)備具有不同的應(yīng)用場(chǎng)合，即具有不同的功能。ＵＳＢ主機(jī)逡逑與設(shè)備取得連接的時(shí)候，主機(jī)可以通過(guò)給其分配獨(dú)一無(wú)二的地址進(jìn)行設(shè)別，并且在識(shí)逡逑別后，ＵＳＢ主機(jī)就可以對(duì)ＵＳＢ設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的配置操作。除此以外，更為重要的是，逡逑每個(gè)ＵＳＢ設(shè)備本身都具有一個(gè)不同尋常的端點(diǎn)０供ＵＳＢ控制管道采用。逡逑２．１．２搶流逡逑ＵＳＢ主機(jī)和設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，實(shí)際上是ＵＳＢ主機(jī)客戶軟件與設(shè)備接口的端逡逑點(diǎn)之間的傳輸

一個(gè)ＡＨＢ總線主機(jī)提供了總線地址和總線控制信息，啟動(dòng)ＡＨＢ總線寫操作和逡逑ＡＨＢ總線讀操作。逡逑下圖２．４所示的是ＡＨＢ主機(jī)接口圖。逡逑ＨＡＤＤＲ［３１：Ｃ＾逡逑ＨＷＲＩＴＥ逡逑ｔ邐「ＨＲＥＡＤＹ邋＾邐＾逡逑Ｔｒａｎｓｆｅｒ邋邐？邐ＨＳＩＺＥ［２：０］邋ｋ逡逑ｒｅｓｐｏｎｓｅ邐ＨＲＥＳＰ邋＿＿邐Ｗ逡逑ＨＢＵＲＳＴ［２：（ａ逡逑「ＨＲＥＳＥＴｎ．邋＞邐ＡＨＢ邐ＨＰＲＯＴＰ＾］：逡逑Ｇｌｏｂｆ邋ＨｒｉＫ邐Ｍａｓｔｅｒ邐邐逡逑ｓ｜ｇｎａｌｓ邋｜＿ｊ－邐—邐？邐ＨＴＲＡＮＳ［１：（＾逡逑ＨＭＡＳＴＬＯＣＫ逡逑邐？逡逑Ｄａｔａ邋ＨＲＤＡＴＡ［３１：０］＾邐ＨＷＤＡＴＡ［３＾］逡逑圖２．４邋ＡＨＢ主機(jī)接口圖逡逑（２）邐ＡＨＢ從機(jī)逡逑在ＡＨＢ總線系統(tǒng)中，ＡＨＢ從機(jī)響應(yīng)由主機(jī)發(fā)起的傳輸。逡逑當(dāng)ＡＨＢ從機(jī)需要響應(yīng)一次總線傳輸時(shí)，ＡＨＢ從機(jī)就會(huì)利用譯碼器產(chǎn)生ＨＳＥＬｘ逡逑選擇信號(hào)，控制ＡＨＢ從機(jī)。ＡＨＢ從機(jī)返回給主機(jī)傳輸成功、傳輸失敗、等待數(shù)據(jù)傳逡逑輸信號(hào)。逡逑下圖２．５所示的是ＡＨＢ從機(jī)接口。逡逑１２逡逑
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN47

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本文編號(hào)：2627620