【摘要】：隨著現代半導體科技的迅猛發(fā)展，各種各樣的電子產品層出不窮，通用串行總線（USB，Universal Serial Bus）作為一種新的總線接口，以其獨特的優(yōu)點使得電子產品彼此之間以及和計算機之間的數據交換變得簡單易行。 通用串行總線以它應用范圍廣、成本低、易用等優(yōu)點，使得PC的接口從串/并行口都轉成了通用串行總線接口。由于數據傳輸的速度要求以及數據資料的不斷增大，給通用串行總線提出了更高的要求。因此USB的發(fā)展也相應的經歷了不同的發(fā)展歷程，從USB1.0（每秒1.5兆比特），USB1.1（每秒12兆比特）到USB2.0（每秒480兆比特），直到最近新出的標準USB3.0（每秒5千兆比特），每一個USB的版本都具備向下兼容性。 本論文首先分析USB2.0規(guī)范，其中包括其四種傳輸類型以及協議層包的格式和設備結構，為USB2.0設備控制器的設計和驗證提供理論參考。 其次根據協議，設計出一種基于USB2.0全速和高速的低成本的USB設備控制器的方案。畫出整個設計的架構圖，根據架構圖對設計進行模塊的劃分，定義不同模塊之間的信號連接方式，用硬件描述語言實現整個USB設備控制器的設計。 最后制定出針對整個設計的驗證方案，借助于主機模型和監(jiān)控器模型對設計進行完整的功能驗證。在驗證過程中通過軟件對設計進行代碼覆蓋率的分析，以保證驗證的完整性。對設計進行邏輯綜合，進行時序和面積的分析以達到預期的目標。最終設計通過了驗證，保證了其正確性。
【圖文】：

USB 系統(tǒng)由 USB 互連、USB 主機和 USB 設備組成[8]。USB 互連負責主之間的連接和交互動作，它包括總線拓撲、層間關系和數據流的模型等。在 USB 系統(tǒng)中和 USB 設備進行數據交換，并且是每次數據交換的發(fā)起方還要在數據交換之前進行一系列的操作。USB 設備根據 USB 主機發(fā)送過接收從主機傳輸過來的數據或者提供數據給主機。任何一個 USB 系統(tǒng)中有一個主機，主機系統(tǒng)中有一個由固件、硬件和軟件構成的 USB 接口叫制器。主機系統(tǒng)中還有一個根集線器，它可以提供一個或多個連接點來 設備。集線器和功能設備統(tǒng)稱為 USB 設備，其中集線器是為了提供更多，而功能設備如鼠標和揚聲器等是為系統(tǒng)提供功能的設備。USB 連接線是一條 4 線的電纜線，其中包括 2 根電源線 VBUS 和 GND，差分信號的數據線 D+和 D-，，如果 2-1 所示。以下 3 種數據傳輸速率被 U持[9]：1．USB 低速傳輸速率：1.5 兆比特每秒；2．USB 全速傳輸速率：12 兆比特每秒；3．USB 高速傳輸速率：480 兆比特每秒。

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【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TP334.7

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 程軍,陳貴燦,姜飛;USB數據傳輸中CRC校驗碼的并行算法實現[J];微電子學與計算機;2003年03期

相關碩士學位論文 前2條

1 吳小霞;USB設備接口IP核的設計[D];清華大學;2005年

2 陸志敏;USB接口通信協議研究和接口驅動開發(fā)[D];南京理工大學;2006年

本文編號：2542639