基于EHCI协议的OTG USB2.0 FPGA设计与实现

发布时间：2020-06-26 14:29

【摘要】： 通用串行总线(USB)是一种计算机外围串行通信接口标准,具有热插拨、即插即用、数据传输可靠、扩展方便、低成本等优点。USB OTG规范提出了脱离PC和外设之间互连的概念,它将USB的应用带到了嵌入式领域。 OTG控制器模块是OTG USB2.0 IP的核心模块。它通过HNP(主从交换)协议和SRP(对话请求)协议,实现嵌入式USB设备在主机和设备之间的角色转换。 高速主机控制器模块是当双角色设备作为主机使用时的重要模块,USB主机是USB总线的核心部分,它负责管理整个USB总线的所有信息,发动所有传输。 本文首先介绍了OTG USB2.0 IP设计的整体结构,软硬件划分,存储和数据传输方式。并对基本的USB2.0协议以及UTMI协议的核心部分进行概述。 本文研究了OTG补充规范,根据协议进行OTG控制器的软硬件划分,并完成了硬件部分的RTL设计和验证。 本文研究了EHCI协议和飞利浦ISP1761芯片,结合本IP和MCU之间的非总线连接特点,设计出更符合本IP的更简洁的高速主机控制器数据调度方法,同样进行合理的软硬件划分,并完成了硬件部分的RTL设计和验证。 本IP采用Synopsys公司的USB系列VIP辅助验证,并采用Altera公司的FPGA作为最终实现,本文最后给出了系统验证和测试的环境以及结果。 本论文以“OTG USB2.0 IP核设计课题”为背景,研究成果具有一定的工程价值。
【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】：TN791;TP334.7
【图文】：

验证最重要的一步则是搭建验证平台，本模块实现高速主机控制器功能，所以需要设计一个抽象的设备单元，又因为涉及到数据传输，同时也添加了抽象的RAM，图3一28则是高速主机控制器模块的验证平台架构。外部输入部分是可以人为设定和不断更改的内容，首先向行为RAM里写入本次测试需要处理的HTD和对应数据，并告诉设备行为模块应该如何回应，同时设置高速主机控制器里的10寄存器。因为传输和回应机制都是仿真者自己设定的，仿真人员非常清楚处理HTD在经过传输、状态回写后的参数变更情况，所以在运行之前，仿真人员把处理后的HTD结果存入“处理结果”单元中，等待处理完成后读出RAM中的HTD，经过比较，如果两个完全一致，则可以证明功能正确。通过设定不同组合的H功和各种边界情况的数据量

验证最重要的一步则是搭建验证平台，本模块实现高速主机控制器功能，所以需要设计一个抽象的设备单元，又因为涉及到数据传输，同时也添加了抽象的RAM，图3一28则是高速主机控制器模块的验证平台架构。外部输入部分是可以人为设定和不断更改的内容，首先向行为RAM里写入本次测试需要处理的HTD和对应数据，并告诉设备行为模块应该如何回应，同时设置高速主机控制器里的10寄存器。因为传输和回应机制都是仿真者自己设定的，仿真人员非常清楚处理HTD在经过传输、状态回写后的参数变更情况，所以在运行之前，仿真人员把处理后的HTD结果存入“处理结果”单元中，等待处理完成后读出RAM中的HTD，经过比较，如果两个完全一致，则可以证明功能正确。通过设定不同组合的H功和各种边界情况的数据量

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本文编号：2730442