發(fā)布時間：2022-11-05 14:27

　　通用串行總線（USB）是一種具有即插即用、高擴展性、高速穩(wěn)定等優(yōu)點的通信接口標準。目前基于PC機的USB應用已趨于成熟,但一些便攜式USB設備要求脫離PC機實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。因此將USB主機控制器應用于嵌入式系統(tǒng),實現(xiàn)USB的點對點通信顯得日益重要,本文旨在設計一款可在嵌入式SOPC系統(tǒng)中使用的USB主機控制器IP核。 本文在對USB協(xié)議規(guī)范和OHCI主機控制器設計規(guī)范深入研究的基礎上,采用自頂向下的設計思想,對USB主機控制器IP核進行頂層設計和模塊劃分。完成USB主機控制器IP核的RTL級描述、仿真及驗證,并分析其仿真和綜合結果。論文主要包括以下幾方面的內容: 首先,對USB協(xié)議規(guī)范進行深入詳細的研究。在透徹理解USB協(xié)議的基礎上對USB主機控制器IP核按照自頂向下的設計思想進行頂層設計和模塊劃分。 其次,采用Verilog HDL硬件描述語言對所劃分的主機控制模塊、串行接口引擎、Avalon總線接口模塊、接收和發(fā)送緩沖等子模塊進行RTL級設計。其中主機控制模塊完成USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵目刂乒δ?串行接口引擎實現(xiàn)USB協(xié)議層功能,Avalon總線接口層和接收... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 USB 技術的產生、發(fā)展及特點
        1.1.2 課題研究意義
    1.2 本課題的國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的結構安排
2 USB 協(xié)議介紹
    2.1 USB 結構體系簡介
        2.1.1 USB 系統(tǒng)描述
        2.1.2 USB 總線拓撲結構
    2.2 USB 的機械電氣特性
        2.2.1 機械特性
        2.2.2 電氣規(guī)范
    2.3 USB 數(shù)據(jù)流模型
        2.3.1 USB 通信流
        2.3.2 USB 傳輸?shù)膬蓚�重要概念
        2.3.3 傳輸類型和傳輸管理
    2.4 協(xié)議層
        2.4.1 包的組成——場
        2.4.2 傳輸?shù)幕締卧?br>        2.4.3 錯誤的檢測與恢復
    2.5 USB 主機
        2.5.1 主機端軟件
        2.5.2 主機控制器
    2.6 本章小結
3 USB 主機控制器設計方案
    3.1 系統(tǒng)設計平臺介紹
    3.2 主機控制器IP 核的設計流程
    3.3 主機控制器IP 核頂層設計
    3.4 本章小結
4 USB 主機控制器子模塊設計
    4.1 主機控制模塊
        4.1.1 傳輸控制模塊
        4.1.2 包解析模塊
        4.1.3 包產生模塊
        4.1.4 SOF 的控制與發(fā)送
    4.2 串行接口引擎
        4.2.1 物理層接口設計
        4.2.2 狀態(tài)檢測模塊
        4.2.3 位數(shù)據(jù)收發(fā)模塊
        4.2.4 包處理模塊
        4.2.5 CRC 模塊
    4.3 Avalon 總線接口模塊
    4.4 接收發(fā)送緩沖
    4.5 本章小結
5 仿真與驗證
    5.1 功能仿真
        5.1.1 仿真平臺搭建
        5.1.2 測試方案
        5.1.3 仿真結果
    5.2 FPGA 驗證
    5.3 本章小結
6 總結與展望
    6.1 論文總結
    6.2 不足之處以及下一步工作展望
致謝
參考文獻
附錄
    作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]USB 1.1主機控制器IP核設計與實現(xiàn)[J]. 張美林,章軍.  計算機工程與應用. 2007(22)
[2]中科SoC的USB1.1OHCI主機控制器IP設計[J]. 梅張雄,張志敏,鄭為民.  計算機工程. 2005(15)
[3]USB主機控制器端串行接口引擎IP的實現(xiàn)[J]. 武甲東,梅張雄,張志敏,陳新華.  微電子學與計算機. 2005(02)
[4]USB2.0SIE的ASIC設計與實現(xiàn)[J]. 杜占坤,吳敏,李錚,鄔斌浩,孫承綬.  半導體技術. 2004(10)
[5]USB2.0中CRC碼的并行算法及硬件實現(xiàn)[J]. 陳靜瑾,鄧雅諾,馬文龍,余寧梅.  西安理工大學學報. 2004(03)
[6]USB IP核在深亞微米設計平臺中的設計與實現(xiàn)[J]. 黃志強,林爭輝.  微電子學. 2004(04)
[7]USB HOST ＆ HOST Controller剖析與實現(xiàn)[J]. 趙蘊龍,楊孝宗,崔剛.  小型微型計算機系統(tǒng). 2003(01)
[8]通用串行總線及其應用[J]. 王省書,秦石喬,邵福球.  計算機應用研究. 2000(01)
[9]一種CRC并行計算原理及實現(xiàn)方法[J]. 朱榮華.  電子學報. 1999(04)



本文編號：3702776