USB串行接口引擎IP的设计与实现

摘要

USB1.1是目前计算机与外部设备连接普遍采用的标准。与其它通信接口比较，USB接口的最大特点是易于使用，支持热插拔，并且所有的配置过程都由系统自动完成，无需用户干预。国外一些大公司前几年已经开发出来USB设备端控制器，国内这方面的研究开发很少，大多是做USB设备的驱动，通用的硬件开发很少。USB串行接口引擎(SIE)是USB设备端控制器的关键部分，其主要功能用本地时钟恢复来自主机数据和处理大部分USB1.1协议。 本文首先介绍USB提出的背景，发展历史和优缺点，接着阐述了USB的系统构架，引出USB串行接口引擎的概念，分析了串行接口引擎需要满足的协议。在此基础上，重点分析了USB-SIE的功能，研究如何最合理地划分各子模块，完成各个子模块的设计，特别针对USB串行接口引擎设计中的不同时钟域的处理，CRC快速校验的实现和协议包的辨认这些设计和实现的难点，作了详细的分析，依据相关的理论和算法，结合设计的具体要求提出了合理解决方案，实现了USB-SIE的IP设计。本文用Verilog硬件描述语言完成该设计，在编码过程中特别考虑到了接口规范性和代码的规范性和可重用性。 通过仿真及对仿真结果的分析认为USB串行接口引擎IP满足USB1.1的协议，时钟的频率可达到设计的要求(48MHZ)。本论文最后展望了USB的发展前景和USB-SIE的发展趋势以及与主要竞争对手IEEE1394相比其优缺点，提出了USB串行接口引擎IP的改进意见。

目录

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摘要

第一章绪论

第二章USB以及串行接口引擎的概述

第三章USB串行接口引擎整体设计

第四章USB串行接口引擎子模块的设计

第五章USB串行接口引擎功能验证和技术指标

第六章总结与展望

致谢

参考文献

发表的论文清单