基于FPGA的USB3.0中扰码及解扰码电路设计

发布时间：2017-05-05 07:14

  本文关键词：基于FPGA的USB3.0中扰码及解扰码电路设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：USB2.0(Universal Serial Bus 2.0,通用串行总线)接口广泛应用于计算机和外部设备连接。随着传输数据文件的不断增大,现有的USB2.0的传输速率已经无法满足海量数据文件的传输带宽要求。2008年, Intel、TI、NEC等公司推出了新一代USB标准—USB3.0,其传输速率是USB2.0的十倍,最大传输带宽可达5Gbps。USB3.0向下完美兼容USB2.0,而且比USB2.0传输效率更高、功耗更低。现在越来越多的计算机和电子设备配置了USB3.0接口。本文的主要内容是利用FPGA来设计USB3.0物理层中扰码和解扰码电路。论文首先介绍了课题的研究背景以及本文所要设计的扰码和解扰码电路的研究现状,然后分析了USB3.0的总体架构和USB3.0物理层的主要功能模块。由于论文采用FPGA来设计扰码电路,论文还对FPGA相关内容进行了介绍,包括FPGA的结构特点和FPGA设计电路的流程。本文根据USB3.0物理层中扰码及解扰码电路设计要求,结合FPGA特点和设计原则,使用Verilog设计了RTL级并行扰码电路和解扰码电路,并对设计进行了功能仿真验证,最后将电路下载FPGA芯片中进行测试,利用FPGA内嵌逻辑分析仪SignalTap实时测试电路调试结果,验证结果符合设计预期。
【关键词】：USB3.0 物理层 扰码 FPGA
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP334.7
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-10
• 1.1 研究背景和意义7-8
• 1.2 研究现状8
• 1.3 主要研究内容及章节安排8-9
• 1.4 研究难点和技术路线9-10
• 第二章 USB3.0接口介绍10-23
• 2.1 USB3.0简介10-16
• 2.1.1 USB3.0接口架构10-12
• 2.1.2 USB3.0数据传输线12
• 2.1.3 USB3.0数据包12-13
• 2.1.4 USB3.0数据流模式13-14
• 2.1.5 USB3.0与USB2.0对比14-16
• 2.2 USB3.0物理层结构16-18
• 2.3 物理层主要功能模块18-23
• 2.3.1 时钟产生模块18
• 2.3.2 数据编解码18-20
• 2.3.3 弹性缓冲器20
• 2.3.4 数据时钟恢复20-21
• 2.3.5 高速串并转换道路21-23
• 第三章 扰码及解扰码电路设计23-45
• 3.1 FPGA简单介绍23-25
• 3.1.1 FPGA的基本结构23
• 3.1.2 FPGA特点介绍23-24
• 3.1.3 FPGA的开发设计流程24-25
• 3.2 扰解码电路介绍25-26
• 3.2.1 扰解码电路的作用和原理25
• 3.2.2 扰码电路分类25-26
• 3.3 扰码电路的几种实现方法26-30
• 3.3.1 串行扰码26-27
• 3.3.2 并行扰码27-28
• 3.3.3 基于ROM的扰码28-29
• 3.3.4 稀疏矩阵并行扰码29-30
• 3.4 USB3.0中扰码电路设计30-45
• 3.4.1 扰码电路原理和规则30-33
• 3.4.2 扰码电路设计方案探讨33-34
• 3.4.3 8位并行扰码电路的设计34-41
• 3.4.4 16位并行扰码电路的设计41-45
• 第四章 扰码电路的仿真与测试45-49
• 4.1 扰码电路的仿真45-47
• 4.1.1 8位并行扰码电路的仿真45-46
• 4.1.2 16位并行扰码电路的仿真46-47
• 4.2 扰码电路的板级测试47-49
• 第五章 总结与展望49-51
• 5.1 总结49
• 5.2 展望49-51
• 致谢51-52
• 图表目录52-54
• 参考文献54-56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 段俊红;韩炼冰;王松;刘鸿博;;USB3.0数据传输协议分析及实现[J];信息安全与通信保密;2013年12期

2 郭敏;赵成勇;张宝顺;刘兴华;翟晓萌;;应用于MMC-HVDC控制器的改进软件锁相环[J];南方电网技术;2012年06期

3 孟志达;;多功能USB 2.0集线器的设计与实现[J];计算机与现代化;2012年09期

4 陈章进;钟国海;毕卓;;一种基于低成本FPGA的高速8B/10B编解码器设计[J];微计算机信息;2012年10期

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6 张玮;;基于LVDS的高速数字图像光传输技术研究[J];数字技术与应用;2012年05期

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8 王宗超;倪凯;王伟能;王鸿钧;赵诣;;新一代高速串行接口USB3.0介绍[J];记录媒体技术;2010年02期

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中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 李华;基于FPGA的3DES加密算法的设计[D];西安电子科技大学;2013年

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本文编号：345923