全速USB設(shè)備控制器接口IP核的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、USB最初是為了解決傳統(tǒng)PC外部設(shè)備接口的形式多、不統(tǒng)一、低速率且安裝新設(shè)備過程麻煩等問題而提出的，其具有高速、雙向、低成本、熱插拔等優(yōu)點(diǎn)，自從得到了微軟Win98操作系統(tǒng)內(nèi)核支持以后，迅速得到普及推廣。本文通過詳細(xì)的分析比較USB1.1與USB2.0協(xié)議規(guī)范，提出了一種全速USB設(shè)備控制器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案。然后采用Top-Down的流程與模塊化的方法，用VerilogHDL實(shí)現(xiàn)了該全速USB設(shè)備控制器的數(shù)字邏輯電路部分。數(shù)字部分主要包括

2、串行接口引擎（Serial Interface Engine，簡寫為SIE）、媒體訪問接口（Media Access Interface，簡寫為MAI）、端點(diǎn)控制器（End Point Controller，簡寫為EPCTL）等功能模塊。SIE為設(shè)備控制器的設(shè)計(jì)核心，主要完成USB協(xié)議層的相關(guān)控制，如時鐘提取、總線狀態(tài)檢測、數(shù)據(jù)流的NRZI編碼與解碼、CRC碼生成與校驗(yàn)、并串轉(zhuǎn)換與串并轉(zhuǎn)換等，由GECLK、EVENTCTL、PHY、MA

3、C4個子模塊聯(lián)合實(shí)現(xiàn)。EPCTL完成設(shè)備控制器內(nèi)集成的3對端點(diǎn)緩沖區(qū)的讀寫控制。MAI管理設(shè)備控制器內(nèi)的所有狀態(tài)寄存器，并且通過8位并行數(shù)據(jù)線與設(shè)備端MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。各模塊的功能仿真完全通過以后，搭建了一個FPGA功能驗(yàn)證平臺，驗(yàn)證了該全速USB設(shè)備控制器IP核的正確性。然后采用0.25um的工藝庫，完成了Cell-Based的半定制ASIC后端設(shè)計(jì)。最后完成版圖的DRC、LVS物理驗(yàn)證以及功能后仿真，在版圖編輯器內(nèi)手動拼接了收發(fā)器