基于AHB總線的SD/TF卡HOST控制器的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證
發(fā)布時(shí)間:2021-05-24 17:42
隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展和電子產(chǎn)品的日益增加,用戶對(duì)于存儲(chǔ)介質(zhì)的容量性能的要求不斷提高在眾多移動(dòng)Flash卡中,SD/TF卡以其體積小功耗低高可靠性可擦寫非易失性等優(yōu)點(diǎn)不斷發(fā)展壯大,并成為主流的存儲(chǔ)媒介之一本文首先調(diào)研了SD卡標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展及應(yīng)用情況,通過分析現(xiàn)有文獻(xiàn)中SD卡控制器的優(yōu)點(diǎn)和缺陷,提出了SD/TF卡HOST控制器IP核的功能需求,并基于此需求設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了新型的SD/TF卡HOST控制器IP核本文所設(shè)計(jì)的SD/TF卡控制器IP核基于SD3.0協(xié)議,在數(shù)據(jù)輸入端使用AHB接口協(xié)議該控制器分為系統(tǒng)總線橋接器和卡總線橋接器,其中系統(tǒng)總線橋接器完成IP核與外部AHB總線之間的數(shù)據(jù)交互DMA和中斷請(qǐng)求控制;卡總線橋接器完成對(duì)存儲(chǔ)卡的讀寫操作本文使用Verilog HDL語言完成了SD/TF卡控制器硬件結(jié)構(gòu)的描述,搭建了基于BFM的驗(yàn)證平臺(tái),完成了功能驗(yàn)證本文采用Synopsys公司的Design Compiler工具,基于SMIC0.35微米工藝庫,對(duì)所設(shè)計(jì)的IP核進(jìn)行了邏輯綜合綜合結(jié)果表明,IP核中AMBA總線接口部分可工作在100MHz,SD/TF卡總線接口可工作在50MHz相比現(xiàn)有...
【文章來源】:國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:110 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究背景
1.1.1 Flash 存儲(chǔ)器的簡(jiǎn)介
1.1.2 基于 Flash 技術(shù)的存儲(chǔ)卡概述
1.1.3 SD 卡的發(fā)展
1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀
1.2.1 常用片上總線簡(jiǎn)介
1.2.2 SD/TF 卡控制器的研究現(xiàn)狀
1.3 課題研究意義
1.4 論文主要工作及章節(jié)安排
第二章 SD/TF 協(xié)議概述
2.1 SD/TF 卡接口說明
2.2 SD 卡工作模式
2.2.1 SD 模式
2.2.2 SPI 模式
2.3 SD 卡操作模式
2.3.1 卡識(shí)別模式
2.3.2 數(shù)據(jù)傳輸模式
2.4 SD 卡指令說明
2.5 工作時(shí)序
2.5.1 指令及響應(yīng)時(shí)序
2.5.2 讀數(shù)據(jù)時(shí)序
2.5.3 寫數(shù)據(jù)時(shí)序
2.6 本章小結(jié)
第三章 SD/TF 卡 HOST 控制器的設(shè)計(jì)
3.1 SD/TF 卡 HOST 控制器整體設(shè)計(jì)方案
3.2 AHB 接口模塊設(shè)計(jì)
3.2.1 AHB 接口模塊的功能描述
3.2.2 控制狀態(tài)寄存器的設(shè)計(jì)
3.2.3 AHB 接口模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
3.3 時(shí)鐘管理模塊設(shè)計(jì)
3.3.1 時(shí)鐘管理模塊的功能描述
3.3.2 時(shí)鐘管理模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
3.4 命令模塊設(shè)計(jì)
3.4.1 命令模塊的功能描述
3.4.2 命令模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
3.4.3 命令狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)
3.5 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊設(shè)計(jì)
3.5.1 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的功能描述
3.5.2 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
3.5.3 數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)
3.6 數(shù)據(jù)接收模塊設(shè)計(jì)
3.6.1 數(shù)據(jù)接收模塊的功能描述
3.6.2 數(shù)據(jù)接收模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
3.6.3 數(shù)據(jù)接收狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)
3.7 DMA 請(qǐng)求信號(hào)生成模塊
3.8 中斷請(qǐng)求信號(hào)生成模塊
3.9 相關(guān)其他子模塊
3.9.1 并串轉(zhuǎn)換與串并轉(zhuǎn)換子模塊
3.9.2 循環(huán)冗余編碼(CRC)檢測(cè)子模塊
3.10 本章小結(jié)
第四章 SD/TF 卡控制器驗(yàn)證及性能評(píng)估
4.1 基于 BFM 的驗(yàn)證平臺(tái)設(shè)計(jì)
4.1.1 BFM 模型概述
4.1.2 驗(yàn)證平臺(tái)搭建
4.1.3 AHB 接口功能模型 AHB_BFM 模塊設(shè)計(jì)
4.1.4 SD/TF 卡總線功能模型 SD_BFM 模塊設(shè)計(jì)
4.1.5 CHECK_OUT 模塊設(shè)計(jì)
4.2 基于 BFM 的功能驗(yàn)證
4.2.1 AHB 側(cè)接口驗(yàn)證
4.2.2 時(shí)鐘邏輯驗(yàn)證
4.2.3 指令通道驗(yàn)證
4.2.4 數(shù)據(jù)通道驗(yàn)證
4.2.5 支持 SD3.0 協(xié)議功能驗(yàn)證
4.2.6 DMA 請(qǐng)求驗(yàn)證
4.2.7 中斷請(qǐng)求驗(yàn)證
4.2.8 CHECK_OUT 數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果
4.3 ASIC 邏輯綜合及性能評(píng)估
4.4 時(shí)序仿真與一致性驗(yàn)證
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于FPGA的SD卡控制器設(shè)計(jì)[J]. 唐磊,洪傳榮,朱廣信,徐紅,常麗萍. 電聲技術(shù). 2011(03)
[2]SD卡控制器的FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 李德橋,丁克勤. 儀表技術(shù). 2010(08)
[3]SoC片上五種總線標(biāo)準(zhǔn)的分析比較[J]. 鄧崇亮,覃煥昌. 百色學(xué)院學(xué)報(bào). 2008(03)
[4]基于OpenVera搭建MMC卡驗(yàn)證模型[J]. 董楊鑫,鄭建宏. 微計(jì)算機(jī)信息. 2008(08)
[5]VoWLAN語音終端開發(fā)設(shè)計(jì)[J]. 李云燕,龍昭華,蔣貴全,毛周明. 微計(jì)算機(jī)信息. 2007(35)
[6]利用CPLD實(shí)現(xiàn)對(duì)TH58NVG1S3A控制的研究[J]. 嚴(yán)海消,阮錦. 微計(jì)算機(jī)信息. 2007(32)
[7]SDA首次現(xiàn)身通信展,捍衛(wèi)SD卡王者地位[J]. 文竹. 數(shù)字通信世界. 2007(11)
[8]一種SD卡控制器的硬件實(shí)現(xiàn)[J]. 左源,劉新寧,師超. 電子器件. 2007(02)
[9]非易失存儲(chǔ)器NAND Flash及其在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 馬豐璽,楊斌,衛(wèi)洪春. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2007(01)
[10]基于SM卡的汽車ESP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 于良耀,宋健,吳凱輝. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2006(12)
碩士論文
[1]安全SD卡SoC芯片的SPI接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張建龍.遼寧大學(xué) 2011
[2]基于SD卡的數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)研究[D]. 劉思伽.電子科技大學(xué) 2010
[3]測(cè)量?jī)x器基于SD卡的數(shù)據(jù)導(dǎo)出接口系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 劉景文.天津大學(xué) 2009
[4]基于BFM的USB2.0設(shè)備控制器的驗(yàn)證[D]. 池大偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[5]基于SEP3203的嵌入式文件系統(tǒng)在MMC卡上的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 楊卓.南京理工大學(xué) 2008
[6]基于Flash存儲(chǔ)器的嵌入式文件系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 孫健.西安電子科技大學(xué) 2008
[7]IIC總線接口IP核的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證[D]. 賀珊.合肥工業(yè)大學(xué) 2007
[8]基于APB總線的SD儲(chǔ)存卡主控制器的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證[D]. 馬俊.上海交通大學(xué) 2007
[9]高速CF卡陣列固態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)的接口邏輯仿真分析[D]. 李敏杰.中國科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2004
本文編號(hào):3204592
【文章來源】:國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:110 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究背景
1.1.1 Flash 存儲(chǔ)器的簡(jiǎn)介
1.1.2 基于 Flash 技術(shù)的存儲(chǔ)卡概述
1.1.3 SD 卡的發(fā)展
1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀
1.2.1 常用片上總線簡(jiǎn)介
1.2.2 SD/TF 卡控制器的研究現(xiàn)狀
1.3 課題研究意義
1.4 論文主要工作及章節(jié)安排
第二章 SD/TF 協(xié)議概述
2.1 SD/TF 卡接口說明
2.2 SD 卡工作模式
2.2.1 SD 模式
2.2.2 SPI 模式
2.3 SD 卡操作模式
2.3.1 卡識(shí)別模式
2.3.2 數(shù)據(jù)傳輸模式
2.4 SD 卡指令說明
2.5 工作時(shí)序
2.5.1 指令及響應(yīng)時(shí)序
2.5.2 讀數(shù)據(jù)時(shí)序
2.5.3 寫數(shù)據(jù)時(shí)序
2.6 本章小結(jié)
第三章 SD/TF 卡 HOST 控制器的設(shè)計(jì)
3.1 SD/TF 卡 HOST 控制器整體設(shè)計(jì)方案
3.2 AHB 接口模塊設(shè)計(jì)
3.2.1 AHB 接口模塊的功能描述
3.2.2 控制狀態(tài)寄存器的設(shè)計(jì)
3.2.3 AHB 接口模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
3.3 時(shí)鐘管理模塊設(shè)計(jì)
3.3.1 時(shí)鐘管理模塊的功能描述
3.3.2 時(shí)鐘管理模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
3.4 命令模塊設(shè)計(jì)
3.4.1 命令模塊的功能描述
3.4.2 命令模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
3.4.3 命令狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)
3.5 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊設(shè)計(jì)
3.5.1 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的功能描述
3.5.2 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
3.5.3 數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)
3.6 數(shù)據(jù)接收模塊設(shè)計(jì)
3.6.1 數(shù)據(jù)接收模塊的功能描述
3.6.2 數(shù)據(jù)接收模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
3.6.3 數(shù)據(jù)接收狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)
3.7 DMA 請(qǐng)求信號(hào)生成模塊
3.8 中斷請(qǐng)求信號(hào)生成模塊
3.9 相關(guān)其他子模塊
3.9.1 并串轉(zhuǎn)換與串并轉(zhuǎn)換子模塊
3.9.2 循環(huán)冗余編碼(CRC)檢測(cè)子模塊
3.10 本章小結(jié)
第四章 SD/TF 卡控制器驗(yàn)證及性能評(píng)估
4.1 基于 BFM 的驗(yàn)證平臺(tái)設(shè)計(jì)
4.1.1 BFM 模型概述
4.1.2 驗(yàn)證平臺(tái)搭建
4.1.3 AHB 接口功能模型 AHB_BFM 模塊設(shè)計(jì)
4.1.4 SD/TF 卡總線功能模型 SD_BFM 模塊設(shè)計(jì)
4.1.5 CHECK_OUT 模塊設(shè)計(jì)
4.2 基于 BFM 的功能驗(yàn)證
4.2.1 AHB 側(cè)接口驗(yàn)證
4.2.2 時(shí)鐘邏輯驗(yàn)證
4.2.3 指令通道驗(yàn)證
4.2.4 數(shù)據(jù)通道驗(yàn)證
4.2.5 支持 SD3.0 協(xié)議功能驗(yàn)證
4.2.6 DMA 請(qǐng)求驗(yàn)證
4.2.7 中斷請(qǐng)求驗(yàn)證
4.2.8 CHECK_OUT 數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果
4.3 ASIC 邏輯綜合及性能評(píng)估
4.4 時(shí)序仿真與一致性驗(yàn)證
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于FPGA的SD卡控制器設(shè)計(jì)[J]. 唐磊,洪傳榮,朱廣信,徐紅,常麗萍. 電聲技術(shù). 2011(03)
[2]SD卡控制器的FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 李德橋,丁克勤. 儀表技術(shù). 2010(08)
[3]SoC片上五種總線標(biāo)準(zhǔn)的分析比較[J]. 鄧崇亮,覃煥昌. 百色學(xué)院學(xué)報(bào). 2008(03)
[4]基于OpenVera搭建MMC卡驗(yàn)證模型[J]. 董楊鑫,鄭建宏. 微計(jì)算機(jī)信息. 2008(08)
[5]VoWLAN語音終端開發(fā)設(shè)計(jì)[J]. 李云燕,龍昭華,蔣貴全,毛周明. 微計(jì)算機(jī)信息. 2007(35)
[6]利用CPLD實(shí)現(xiàn)對(duì)TH58NVG1S3A控制的研究[J]. 嚴(yán)海消,阮錦. 微計(jì)算機(jī)信息. 2007(32)
[7]SDA首次現(xiàn)身通信展,捍衛(wèi)SD卡王者地位[J]. 文竹. 數(shù)字通信世界. 2007(11)
[8]一種SD卡控制器的硬件實(shí)現(xiàn)[J]. 左源,劉新寧,師超. 電子器件. 2007(02)
[9]非易失存儲(chǔ)器NAND Flash及其在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 馬豐璽,楊斌,衛(wèi)洪春. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2007(01)
[10]基于SM卡的汽車ESP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 于良耀,宋健,吳凱輝. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2006(12)
碩士論文
[1]安全SD卡SoC芯片的SPI接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張建龍.遼寧大學(xué) 2011
[2]基于SD卡的數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)研究[D]. 劉思伽.電子科技大學(xué) 2010
[3]測(cè)量?jī)x器基于SD卡的數(shù)據(jù)導(dǎo)出接口系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 劉景文.天津大學(xué) 2009
[4]基于BFM的USB2.0設(shè)備控制器的驗(yàn)證[D]. 池大偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[5]基于SEP3203的嵌入式文件系統(tǒng)在MMC卡上的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 楊卓.南京理工大學(xué) 2008
[6]基于Flash存儲(chǔ)器的嵌入式文件系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 孫健.西安電子科技大學(xué) 2008
[7]IIC總線接口IP核的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證[D]. 賀珊.合肥工業(yè)大學(xué) 2007
[8]基于APB總線的SD儲(chǔ)存卡主控制器的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證[D]. 馬俊.上海交通大學(xué) 2007
[9]高速CF卡陣列固態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)的接口邏輯仿真分析[D]. 李敏杰.中國科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2004
本文編號(hào):3204592
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