IEEE1394物理层核的设计与验证

摘要

随着信息技术的快速发展，人们对计算机外设的传输速度提出了更高的要求，多种接口标准应运而生，包括USB、IEEE1394、Fiber Channel、SSA、Ultra SCSI等。IEEE1394作为一种高速串行总线标准，不管是传输速度还是数据可靠性都具有很大优势。它不仅支持热拔插，还具有等时传输和异步传输两种通信方式，广泛应用于航空航天、数码摄像机、高速外接硬盘、打印机等多种设备。
　　本文研究的物理层IP核是IEEE1394芯片的一个子模块。它负责将数据从链路层发送到总线接口，以及将总线上接收的数据转发给链路层。本次设计的物理层IP核符合IEEE1394a协议，它实现了物理层的基本功能，传输速度最高达到400Mbps，可以单独流片或同其他协议层做成SOC产品。对IEEE1394芯片的研究工作具有一定的参考意义和实用价值。
　　本文首先分析了IEEE1394协议的基本内容，重点阐述了协议中有关物理层的仲裁机制和通信原理。然后根据功能要求，提出了物理层IP核的系统级解决方案，并完成了每个子模块的设计工作，同时制定了每个子模块的外部接口信号以及内部状态机描述。整个过程采用自上而下的设计思路。为了保证设计结果的正确性和可靠性，最后搭建了系统级验证平台，制定了详细验证方案，并用modelsim6.5仿真工具对设计结果进行了功能仿真，仿真结果表明此次IP核设计的功能和时序均满足协议要求。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 技术研究背景

1．2 IEEE1394同USB总线的比较

1．3 IEEE1394的主要技术特点

1．4 本文内容安排

第二章 IEEE1394协议概述

2．1 1394线缆接口

2．2 拓扑结构

2．3 协议层次

2．3．1 事务层

2．3．2 链路层

2．3．3 物理层

2．3．4 串行总线管理层

2．4 通信模型

2．4．1 异步传输

2．4．2 等时传输

第三章 物理层的主要功能

3．1 总线配置

3．1．1 总线复位

3．1．2 树标识

3．1．3 自标识

3．2 总线仲裁

3．2．1 仲裁信号

3．2．2 异步仲裁

3．2．3 等时仲裁

3．2．4 混合仲裁

3．3 物理层包格式

3．3．1 自标识包

3．3．2 开启链路包

3．3．3 物理层配置包

3．3．4 扩展物理层包

第四章 物理层IP核的设计

4．1 系统结构

4．2 外部接口信号

4．3 各模块介绍

4．3．1 仲裁控制器

4．3．2 link接口控制器

4．3．3 PHY寄存器

4．3．4 PHY包产生器

4．3．5 PHY包解码器

4．3．6 并转串模块

4．3．7 串转并模块

4．3．8 DS编码器

4．3．9 DS解码器

4．3．10 仲裁信号解码器

4．3．11 端口连接控制器

4．3．12 接收同步模块

4．3．13 时钟产生器

第五章 物理层IP核的验证

5．1 验证方法概述

5．2 验证平台搭建

5．3 验证用例及验证结果

5．3．1 发送PHY包验证

5．3．2 接收PHY包验证

5．3．3 发送数据包验证

5．3．4 接收数据包验证

第六章 总结

致谢

参考文献