USB2.0设备控制器设计及C编码验证

发布时间：2019-09-27 09:29

【摘要】：随着现代半导体科技的迅猛发展，各种各样的电子产品层出不穷，通用串行总线（USB，Universal Serial Bus）作为一种新的总线接口，以其独特的优点使得电子产品彼此之间以及和计算机之间的数据交换变得简单易行。 通用串行总线以它应用范围广、成本低、易用等优点，使得PC的接口从串/并行口都转成了通用串行总线接口。由于数据传输的速度要求以及数据资料的不断增大，给通用串行总线提出了更高的要求。因此USB的发展也相应的经历了不同的发展历程，从USB1.0（每秒1.5兆比特），USB1.1（每秒12兆比特）到USB2.0（每秒480兆比特），直到最近新出的标准USB3.0（每秒5千兆比特），每一个USB的版本都具备向下兼容性。 本论文首先分析USB2.0规范，其中包括其四种传输类型以及协议层包的格式和设备结构，为USB2.0设备控制器的设计和验证提供理论参考。 其次根据协议，设计出一种基于USB2.0全速和高速的低成本的USB设备控制器的方案。画出整个设计的架构图，根据架构图对设计进行模块的划分，定义不同模块之间的信号连接方式，用硬件描述语言实现整个USB设备控制器的设计。 最后制定出针对整个设计的验证方案，借助于主机模型和监控器模型对设计进行完整的功能验证。在验证过程中通过软件对设计进行代码覆盖率的分析，以保证验证的完整性。对设计进行逻辑综合，进行时序和面积的分析以达到预期的目标。最终设计通过了验证，保证了其正确性。
【图文】：

USB 系统由 USB 互连、USB 主机和 USB 设备组成[8]。USB 互连负责主之间的连接和交互动作，它包括总线拓扑、层间关系和数据流的模型等。在 USB 系统中和 USB 设备进行数据交换，并且是每次数据交换的发起方还要在数据交换之前进行一系列的操作。USB 设备根据 USB 主机发送过接收从主机传输过来的数据或者提供数据给主机。任何一个 USB 系统中有一个主机，主机系统中有一个由固件、硬件和软件构成的 USB 接口叫制器。主机系统中还有一个根集线器，它可以提供一个或多个连接点来 设备。集线器和功能设备统称为 USB 设备，其中集线器是为了提供更多，而功能设备如鼠标和扬声器等是为系统提供功能的设备。USB 连接线是一条 4 线的电缆线，其中包括 2 根电源线 VBUS 和 GND，差分信号的数据线 D+和 D-，，如果 2-1 所示。以下 3 种数据传输速率被 U持[9]：1．USB 低速传输速率：1.5 兆比特每秒；2．USB 全速传输速率：12 兆比特每秒；3．USB 高速传输速率：480 兆比特每秒。

NRZI编码
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP334.7

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 程军,陈贵灿,姜飞;USB数据传输中CRC校验码的并行算法实现[J];微电子学与计算机;2003年03期

相关硕士学位论文 前2条

1 吴小霞;USB设备接口IP核的设计[D];清华大学;2005年

2 陆志敏;USB接口通信协议研究和接口驱动开发[D];南京理工大学;2006年

本文编号：2542639