基于FPGA的USB Host控制流程的实现

发布时间：2021-02-20 00:04

　　如今,USB已成为最主流最常用的接口之一,各种USB产品设备大量涌现。USB鼠标等USB设备的使用使得人们对USB接口越来越熟悉。USB具有许多优点,诸如即插即用,体积小,携带方便等等。这些已经说明USB有着广泛的应用前景。如何开发USB也成了众多开发者所面临的课题。而FPGA作为当前EDA领域的主流技术之一,也有诸多优点.例如实时性,并行处理,灵活性等等。当然也能在USB开发方面有所作为.本文尝试用FPGA来开发USB接口,利用FPGA状态机的设计思想来实现USB控制流程,用VHDL语言来进行设计,设计出一个简化了的CPU,并对读写寄存器进行了仿真。主要工作如下:1.简要介绍了USB规范,对它的字段,包,事务处理,数据传输类型等有了深入的了解,为开发做好准备。2.研读了ISP1362 USB接口芯片的技术文档,对它的寄存器,读写模式,储存器结构等方面的内容有了详细的了解,并对以上内容作了详尽的介绍。3.将FPGA和USB接口技术结合起来,在Quartus环境下用VHDL语言实现了USB控制流程,并对它的读写寄存器进行了仿真,还进行了板级调试与验证。 

【文章来源】：上海师范大学上海市

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要缩略语表
主要符号
第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 选题的目的与意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 USB 的优点
    1.5 USB 系统的分层结构
    1.6 本文的主要工作
    1.7 论文的组织结构
第二章 USB 协议层
    2.1 包字段格式
        2.1.1 包标识符字段
        2.1.2 地址字段
            2.1.2.1 地址字段
            2.1.2.2 端口字段
        2.1.3 帧号字段
        2.1.4 数据字段
    2.2 包格式
        2.2.1 标记包
        2.2.2 帧开始包
        2.2.3 数据包
        2.2.4 握手包
    2.3 事务格式
        2.3.1 批处理事务
        2.3.2 控制传送
        2.3.3 中断事务
        2.3.4 同步事务
    2.4 本章小结
第三章 ISP 1362 USB 接口芯片
    3.1 ISP1362 概要
    3.2 ISP1362 特征
    3.3 储存器结构
    3.4 可编程输入输出（PIO）读写模式
    3.5 ISP1362的主控制器的四个状态
    3.6 USB枚举过程
    3.7 PTD
    3.8 控制和批传输（非周期性传输）的特征
    3.9 中断传输的特征
    3.10 同步传输的特征
    3.11 主控制器（HC）的寄存器
    3.12 本章小结
第四章 基于 FPGA 的USB Host 控制流程的实现
    4.1 设计思想及主要常用模块
        4.1.1 传统 CPU 的运行原理
        4.1.2 有限状态机
        4.1.3 本文所采用的设计思想
        4.1.4 本文的主要算法模块
        4.1.5 本文的主要功能模块
    4.2 寄存器的读写命令以及各子程序的入口地址编码
        4.2.1 寄存器的读写命令编码
        4.2.2 子程序入口地址编码
    4.3 状态机设计
    4.4 以 USB 鼠标为例
    4.5 调试
    4.6 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：3041903