【摘要】：隨著通信產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展和智能手機的不斷普及,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)展過程中,基于集成電路IP核的通信SoC設計方法已成為主流,因此IP核的設計與驗證問題就變得非常重要。驗證是IC設計過程中十分重要的環(huán)節(jié),SoC設計的好壞與驗證工作的質(zhì)量緊密相關(guān),驗證為SoC的設計提供了有效保障,IP驗證以及性能測試已趨于重要因素。而且結(jié)合實際工程項目來看,功能驗證在芯片設計流程中占據(jù)著關(guān)鍵的地位。作為一種簡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,高級微控制器總線架構(gòu)AMBA逐漸成為一種片上通信標準。因此,本論文將USB技術(shù)與AMBA總線進行結(jié)合,對USB2.0 HOST接口 IP核進行了功能驗證研究。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、提取了詳細的驗證功能點。第二,采用軟硬件協(xié)同驗證方法,搭建了可配置、通用的虛擬驗證平臺即模塊級、系統(tǒng)級驗證平臺。本論文根據(jù)USB2.0 HOST協(xié)議規(guī)范,首先提出了一個新的模塊級驗證平臺架構(gòu)。為了減少集成便于仿真測試,將編寫的AHB總線接口與UTMI+接口的task任務分離開,兩部分之間采用GPIO建立通信。通過GPIO,AHB總線接口可以有序的調(diào)用UTMI+接口上的task任務,從而完成想要的測試對象,以便完成一次有效的傳輸。該架構(gòu)對模塊劃分時盡量做到每個模塊功能獨立,并且信號流清晰。其次提出了一個新的系統(tǒng)級驗證平臺架構(gòu)。將兩組USB控制器進行環(huán)接,其中一個作USB HOST控制器,另一個作USB DEVICE控制器使用,兩個USB控制器通過UTMI+輸出接口建立通信。這種架構(gòu)可以很方便的根據(jù)具體應用進行重新設計,便于測試。從而使用Cadence公司的仿真工具NC-Sim,通過加載相應的需要觀察的接口信號,完成了對USB HOST接口控制器的快速動態(tài)仿真。經(jīng)驗證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,針對虛擬驗證平臺的不足之處,進一步搭建了基于Xilinx FPGA和ARM處理器的原型驗證平臺,通過構(gòu)建C語言測試項進行了功能驗證,給出了板級測試的結(jié)果。測試結(jié)果表明USB2.0 HOST接口順利地完成了 USB設備的枚舉過程,達到了要求的傳輸規(guī)范,符合USB2.0的基本特性,具備一定的實用性和可推廣性,以此為我積累了寶貴的驗證技術(shù)方面的經(jīng)驗。
【圖文】：

行數(shù)據(jù)交換。傳輸速率可以達到４８０Ｍｂ／ｓ，支持聲音、視頻等實時數(shù)據(jù)。逡逑２．１．１邋ＵＳＢ邋結(jié)構(gòu)逡逑一個簡易的ＵＳＢ系統(tǒng)是由以下部分構(gòu)成，下圖２．１所示ＵＳＢ主機與設備之間的逡逑關(guān)系。逡逑ＵＳＢ主機邋＾邐？邋ＵＳＢ設備逡逑圖２．］邋ＵＳＢ主機與設備之間關(guān)系圖逡逑（１）邐ＵＳＢ主機逡逑ＵＳＢ主機控制器作為ＵＳＢ主機和設備之間的橋梁，連接著ＵＳＢ主機和設備。主逡逑機的作用是控制ＵＳＢ設備的連接，以及斷開ＵＳＢ設備；控制并管理ＵＳＢ主機和設逡逑備之間的數(shù)據(jù)流；以及給與ＵＳＢ主機相連的設備提供電源。逡逑（２）邐ＵＳＢ設備逡逑ＵＳＢ設備作為ＵＳＢ系統(tǒng)的外圍設備，功能就是為了發(fā)送并且接收來自ＵＳＢ總線逡逑上的數(shù)據(jù)或控制信號。ＵＳＢ設備本身攜帶了用于識別的屬性配置信息。如打印機、逡逑鼠標等設備。不同的ＵＳＢ設備具有不同的應用場合，即具有不同的功能。ＵＳＢ主機逡逑與設備取得連接的時候，主機可以通過給其分配獨一無二的地址進行設別，并且在識逡逑別后，ＵＳＢ主機就可以對ＵＳＢ設備進行相應的配置操作。除此以外，更為重要的是，逡逑每個ＵＳＢ設備本身都具有一個不同尋常的端點０供ＵＳＢ控制管道采用。逡逑２．１．２搶流逡逑ＵＳＢ主機和設備之間的數(shù)據(jù)交換，實際上是ＵＳＢ主機客戶軟件與設備接口的端逡逑點之間的傳輸

一個ＡＨＢ總線主機提供了總線地址和總線控制信息，啟動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主機接口圖逡逑（２）邐ＡＨＢ從機逡逑在ＡＨＢ總線系統(tǒng)中，ＡＨＢ從機響應由主機發(fā)起的傳輸。逡逑當ＡＨＢ從機需要響應一次總線傳輸時，ＡＨＢ從機就會利用譯碼器產(chǎn)生ＨＳＥＬｘ逡逑選擇信號，控制ＡＨＢ從機。ＡＨＢ從機返回給主機傳輸成功、傳輸失敗、等待數(shù)據(jù)傳逡逑輸信號。逡逑下圖２．５所示的是ＡＨＢ從機接口。逡逑１２逡逑
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN47

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本文編號：2627620