USB2.0设备控制器IP核的设计与FPGA验证.pdf

北京工业大学
硕士学位论文

姓名:王秀玲
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:于忠臣
20090501
摘要随着计算机及其外围设备的发展,传统的并行接口和串行接口在灵活性和接口扩展等方面存在的缺陷愈来愈不可回避,并逐渐成为计算机通信的瓶颈。在这种情况下,通用串行总线琔恕由于具有传输速率高、价格便宜、使用方便、灵活性高、支持热插拔、接口标准化和易于扩展等优点,目前已经成为计算机外设接口的主流技术,在计算机外围设备和消费类电子领域正获得越来越多的应用。。文中着重介绍了这款设备控制器核的设计和验证工作,,描述了各个功能子模块硬件电路的功能及实现。从可重用的角度出发,对设备控制器模块进行优化设计,增加多个灵活的配置选项,根据不同的应用对硬件进行配置,使其在满足要求的情况下去除冗余电路,以减少占用面积和功耗,从而使其灵活地应用于各种低场1疚幕寡芯苛薎说难橹し椒ǎ⒍⒘斯δ芡瓯傅腗抡嫜橹せ肪常罱硬件验证平台,设计了具有涌诘纳璞缚刂破骱痛纳璞缚制器,并分别在平台上进行了功能验证。,可以集成于多种低持校视诟骼郩设备的开发。⒒哿司椋并为后来实验室某项目测试芯片的莶杉峁┝⒑
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虢监新虢秘嗍碑签名:王盘企一一独创性声明:￡.关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅:学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
第滦髀计算机总线技术及尘随着计算机的普及和微电子技术的发展,计算机外围设备的种类也越来越多,每种外设都需要有与机连接的接口。在这种情况下,计算机总线技术也在不断的发展和完善。在埃馍栌隤耐ㄐ胖饕J峭ü齈主板所提供的各种接口来实现的。每种总线都有其各自的特点和适用场景。从广义上说,计算机通信方式可以分为并行通信和串行通信,相应的通信总线被称为并行总线和串行总线⋯。并行通信速度快、实时性好,但由于占用的接口线多皇视谛⌒突罚鏙覥龋欢型ㄐ潘俾仕涞停谑萃ㄐ磐掏铝坎皇很大的微处理电路中则显得更加简易、方便、灵活,如/涌凇、.、取表列出了常用的几种串行和并行接口总线的数据传输格式、连接设备数、传输距离和传输速度。这些老式的接口都是世纪年代早期设计提出的,存在很多缺陷【縪首先,它们是非共享式接口。只支持单个外设的连接,即在同一时刻一个接口只能连接一个外设;而当前机接口的数量是有限的,不可能满足多个外设表通用计算机接口比较【格式长度⒊异步串行单位负荷串行并行一并行打印机口、接口最大设备数最大速度有菊花链.~..~
曼皇皇曼曼曼鼍喜曼篡曼曼曼曼曼量皇皇曼皇曼鼍曼皇曼韭驶曼曼皇曼皇曼皇曼曼皇曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼皇皇曼皇曼鼍氐慵扒魇连接的需求。当外设数量增加时,机的可用接口数量就显得越来越紧张了。其次,它们体积庞大。这些接口几乎占了机主板面积的一半,然而硬件设备厂商不可能无限制的增加主板的面积来扩充这些老式的接口。因为无疑这样做会带来成本的增加,使用者也没法接受如此庞大的机。再次,这些接口的规格不一。当用户需要把一些外设连接到机时,他们不得不了解各种各样扩展槽和外部接口,对不经常使用机的人来说掌握起来很不方便。在这种形势下,、、、】。其目的是使用慈〈鶳机现有的各种外围接口,使机外设的连接具有单一化、即插即用、热插拔等特点。.榻璞钢涞氖荽渌俣仍黾拥搅,这一传输速度基本满足绝大多数外围设备的要求,这意味着用户可以使用到更高效的外部设备,如原来由于速率限制而不适合用拇笕萘坑才獭⒏咂分噬阆裢贰高分辨率扫描仪等设备】。可以说,羌扑慊馍枇蛹际醯闹卮蟊涓铩牟1倭艘惶跬馍栌隤碌牧臃椒ǎ肫渌鲜絇涌相比,饕>哂腥缦掠诺:荽渌俾士臁高速方式可以达到梢怨惴旱赜用于需要大批量数据传输的场合,如蹋枰堑取床寮