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(biāo)準(zhǔn)。目前基于PC機的USB應(yīng)用已趨于成熟,但一些便攜式USB設(shè)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(yīng)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(shè)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(shè)計規(guī)范深入研究的基礎(chǔ)上,采用自頂向下的設(shè)計思想,對USB主機控制器IP核進(jìn)行頂層設(shè)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(jié)果。論文主要包括以下幾方面的內(nèi)容: 首先,對USB協(xié)議規(guī)范進(jìn)行深入詳細(xì)的研究。在透徹理解USB協(xié)議的基礎(chǔ)上對USB主機控制器IP核按照自頂向下的設(shè)計思想進(jìn)行頂層設(shè)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(jìn)行RTL級設(shè)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(xué)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(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展及特點
        1.1.2 課題研究意義
    1.2 本課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的結(jié)構(gòu)安排
2 USB 協(xié)議介紹
    2.1 USB 結(jié)構(gòu)體系簡介
        2.1.1 USB 系統(tǒng)描述
        2.1.2 USB 總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    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(fù)
    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(jié)
3 USB 主機控制器設(shè)計方案
    3.1 系統(tǒng)設(shè)計平臺介紹
    3.2 主機控制器IP 核的設(shè)計流程
    3.3 主機控制器IP 核頂層設(shè)計
    3.4 本章小結(jié)
4 USB 主機控制器子模塊設(shè)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(chǎn)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(shè)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(jié)
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(jié)果
    5.2 FPGA 驗證
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 不足之處以及下一步工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]USB IP核在深亞微米設(shè)計平臺中的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 黃志強,林爭輝.  微電子學(xué). 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(yīng)用[J]. 王省書,秦石喬,邵福球.  計算機應(yīng)用研究. 2000(01)
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本文編號：3702776