OTG USB2.0 IP核设备控制器研究与实现

发布时间：2020-05-27 19:19

【摘要】： OTG协议是USB2.0的补充协议,可应用于嵌入式设备,使之兼备USB主机和设备双重功能。增强其便携性,拓宽应用范围。实现OTG功能关键之一在于实现OTG接口控制芯片,配合驱动程序构成OTG上层应用开发的基础。 设计OTG接口控制芯片,依照设计流程,首先从相关协议入手,进行了系统级设计。主要是对系统软硬件进行划分,规划硬件功能,制定接口信号和相关时序。再根据规格利用硬件描述语言编写代码描述电路。通过验证保证了描述电路功能符合协议要求。最后使用综合工具将其转化为实际电路并利用FPGA平台进行了测试。 设计电路时不仅要考虑面积与功耗等影响,更重要必须保证设计完全正确。进行电路设计时参考了很多指导性原理和经验,从源头增强设计鲁棒性。其次对设计进行充分验证也是保障的必要手段之一。针对OTG控制器,设计并使用了一专用验证平台,使验证环境更逼近真实,能提高验证效率和覆盖率,得到更加可靠的结果。使用硬件描述语言描述电路,尤其是状态机时,利用可循规律,设计实现了一软件,该软件能自动生成状态机RTL代码,提高了设计效率。 OTG接口控制芯片内包含主机控制器和设备控制器,设备控制器电路实现USB协议设备功能。由外部处理器运行驱动程序调度,完成数据传输,并与主机交互。基于Linux的设备控制器驱动程序总称为USB Gadget驱动,分之为三层结构。底层USB设备控制器驱动封装特定硬件控制器细节,中间层提供标准接口与上层驱动通信,上层驱动则完成特定USB设备功能如大规模存储等。基于这种驱动架构的特点,对设备控制器底层驱动程序的原理和构架进行了研究和探讨。 分析OTG接口控制芯片大规模存储功能测试结果,OTG接口控制器实现了预期USB设备控制器功能。为进一步应用OTG功能开发奠定基础。
【图文】：

符合USB2.0和OTG协议，支持高速、全速和低速;提供面向大多CPU的总线接口，优化总线接口性能;内部提供电源管理;内含高速收发器等。其基本结构见图1一2。全球第一块UsBZ.o芯片来自C即ress公司。该公司在OTG控制器上推出了CY7C67200和CY7C67300芯片，只支持全速，但都内嵌16位精简指令集处理器。CY7C67300Tm佗 re1Tm鲜C’了1妞16一翻tR重 SCCO尺EHSS盯F一斌吮曰。压‘“一，，月别脚姿日侧目(!讯压霭郭黑找4Kx16RO抽B垂05幼心宝6R八M国‘一剩习嘱卜|||卜、越饭‘:月优，‘ :.ICTR印蔺图1一 1cyPresscY7c67300芯片框图图1一1是cY7c67300芯片[3]结构框图。该芯片具有四个usB端口，两个可配置串行接口引擎(SIE)。内含48MHz工作速率16位RISC处理器。并提供与外部处理器数据交互接口。

W性r汉l摊每t一一W厄r介t理各、娜眷卜图1一 3WIJSB应用领域2007年hitel等公司开始着手制定USB3.O标准，速度将达到USB2.0高速10倍。并向下兼容USB2.0。该标准将于2008年上半年公布。可以预见未来USB技术会对社会生活带来更大的影响。 1.3论文课题背景本论文源于四川省纵向项目。课题目标是研究开发具有自主知识产权的满足usBZ.o协议、OTG补充协议、uTMI协议和Bu玫一only协议的 oTGUSB2.0丁核，在此基础上开发出集成电路芯片，并且应用于产品。作者作为主要设计人员之一，在此课题中负责并完成以下工作:今OTG设备控制器模块电路RTL级设计。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP334.7;TN402

【引证文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 兰伟;基于ULPI接口的USB2.0-OTG IP验证方法研究与实现[D];电子科技大学;2010年

2 唐佳捷;USB_OTG_IP核中AMBA接口的设计与FPGA实现[D];电子科技大学;2010年

本文编号：2684015