USB3.0中指针暂停式弹性缓冲器的设计

发布时间：2017-09-26 17:09

  本文关键词：USB3.0中指针暂停式弹性缓冲器的设计

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【摘要】：弹性缓冲器能够同步相位和补偿频率,而高速串行总线的物理层在接收传来的数据时具有两个不同的时钟：恢复时钟、本地时针，，这两个不同的时钟具冥有相位差和频率差,数据在不同的时钟之间传输可能发生错误。为了正确地传输数据,必须利用弹性缓冲器把数据从一个时钟域同步到另一个时钟域,故弹性缓冲器是高速串行总线的重要组成部分,应用比较广泛。USB3.0的发送端发出差分信号,在接收端利用时钟恢复电路得到发送端发出的原始时钟,利用数据恢复电路得到原始数据。它的发送端采用自己独立的时钟,接收端采用与发送端不同的另一个时钟,这两个时钟存在差异,数据的收发需跨越两个不同的时钟域,为了保证接收数据的质量,必须补偿这两个时钟的偏差,对数据跨时钟域处理,由此弹性缓冲器在USB3.0的接收端必不可少,它可以把时钟恢复电路恢复出来的时钟和数据恢复电路恢复出来的数据从恢复时钟域同步到本地时钟域。与以往的通过指针跳跃、指针屏蔽等来添加和删除特殊字符(SKP)的方式不同,本文基于USB3.0,设计一种新的弹性缓冲器结构,由阂值监测单元检测弹性缓冲器中有效数据的个数,通过与添加SKP对的阈值比较,产生添加指令,与删除SKP对的阈值比较,产生删除指令,由此设计出通过读指针暂停实现SKP对的添加和写指针暂停实现SKP对的删除的弹性缓冲器结构。所设计的弹性缓冲器共有16个存储单元,最多可以存放16个10位二进制数,正常情况下工作在半满状态,即储存8个有效数据,保留8个缓冲空间。这种设计使用的逻辑单元和寄存器较少,实现方式简单。仿真结果表明,指针暂停式弹性缓冲器的功能以及读写频率都达到了USB3.0的标准,保证传输数据的品质。指针暂停式弹性缓冲器也可以应用在高速传输数据的场合,如PICE.光以太网等。
【关键词】：USB3.0 弹性缓冲器 指针暂停 SKP
【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
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 USB的发展现状8-9
• 1.2 论文研究背景9-11
• 1.3 论文的研究内容11
• 1.4 论文的组织结构11-13
• 第二章 USB3.0中弹性缓冲器的作用区域13-25
• 2.1 弹性缓冲器的作用区域13-14
• 2.2 差分接收电路14-15
• 2.3 时钟与数据恢复电路15-16
• 2.4 串并转换电路16-19
• 2.4.1 串并转换电路设计17-18
• 2.4.2 树型结构串并转换电路18-19
• 2.4.3 移位寄存器型串并转换电路19
• 2.5 弹性缓冲电路19-20
• 2.6 8B/10B解码电路20-22
• 2.6.1 编码原理20-21
• 2.6.2 解码原理21-22
• 2.7 解扰电路22-23
• 2.8 本章小结23-25
• 第三章 弹性缓冲器的原理25-32
• 3.1 弹性缓冲器的实现方式25
• 3.2 弹性缓冲器的原理25-30
• 3.3 弹性缓冲器的容量30-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第四章 弹性缓冲器结构的设计32-39
• 4.1 输入检测单元33
• 4.2 写指针控制单元33-35
• 4.3 储存器单元35
• 4.4 同步单元35-36
• 4.5 阈值监测单元36
• 4.6 读指针控制单元36-37
• 4.7 输出检测及控制单元37-38
• 4.8 本章小结38-39
• 第五章 流程设计与仿真结果39-46
• 5.1 流程设计39-42
• 5.2 仿真结果42-45
• 5.3 本章小结45-46
• 第六章 结论46-48
• 6.1 总结46
• 6.2 工作展望46-48
• 参考文献48-51
• 图表目录51-52
• 致谢52-53
• 参与的科研项目53

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本文编号：924700