论文题目: USB主机控制芯片的逻辑设计与验证
论文类型: 硕士论文
论文专业: 计算机系统结构
作者: 姚建平
导师: 王贞松
关键词: 主机控制器,设备
文献来源: 中国科学院研究生院（计算技术研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 自从1994年USB规范被提出以来,USB技术已经得到了非常广泛的应用。各种USB设备层出不穷,在音频设备、通信设备、人机接口设备、大容量存储设备上都有了USB接口的身影。USB的出现也让某些接口如串口,并口,PS/2等的前景出现危机。USB的热插拔,自动安装驱动等特性也改变了人们以往对计算机硬件安装的看法。USB系统采用主从的方式进行设计,这样大部分工作可以在主机端完成,设备端的软硬件设计可以相对的简单,使得USB设备端接口功能广泛,价格低,从而能非常容易地普及到各个领域。但在这种主从方式下USB设备间的数据交换都必须通过USB主机。而通常的USB主机端都位于个人电脑PC上,由于PC携带不便,造成数据交换的不便,这样也使得USB设备间的数据交换很难脱离PC在移动领域中得到广泛的应用。本文的目的就是要设计并实现一个可集成在便携、移动产品上的USB主机控制器软核。目前它已经可以通过OPB总线接口集成到一个嵌入式的MicroBlaze系统中,并能与USB设备进行正常的通讯。利用这个USB主机控制器软核原型系统,可以实现2个大容量USB存储设备间的便捷有效的数据交换。本文一开始介绍了USB协议的由来及特点,以及它的数据通信结构和数据传输过程;接着是USB主机控制器逻辑部分的设计及其实现,详细介绍了总线接口、逻辑控制部分、物理接口、数据的存取等部分;随后介绍了USB主机控制器的软件分层及实现,包括USB主机控制器驱动,USB核心驱动,USB设备驱动,文件系统等;接下来是对MicroBlaze系统的介绍,以及如何将USB核集成到该系统的过程;最后是USB主机控制器的仿真与调试。
论文目录:
第1章 引言
1.1. USB的由来
1.2. USB的特点
1.2.1. 实用性
1.2.2. 数据传输
1.2.3. 低功耗设计
1.2.4. 操作系统的支持
1.2.5. 外围设备的支持
1.2.6. 低廉的价格
1.2.7. 缺点
1.3. USB与其他接口的比较
1.4. USB主机的嵌入式前景
1.5. 实现想法及本文贡献
1.6. 论文的组织
第2章 USB协议简介
2.1. USB系统的拓扑结构
2.2. USB系统软硬件组成
2.3. USB数据通讯结构
2.3.1. USB总线上数据传输形式
2.3.2. 二进制数的序列――域
2.3.3. 基本数据单元――包
2.3.4. 事务
2.3.5. 数据传输类型
2.4. USB数据传输过程
2.5. USB主机控制器规范
2.5.1. OHCI和UHCI
2.5.2. EHCI
2.5.3. OTG
2.6. USB设备的枚举过程
第3章 USB主机控制器设计和实现
3.1. USB主机控制器的功能
3.2. USB主机控制器的结构
3.2.1. 与处理器端的总线接口
3.2.2. 内部控制逻辑
3.2.3. FIFO
3.2.4. 物理层接口
3.3. USB主机控制器的运作
第4章 USB主机系统的软件部分
4.1. USB主机控制器驱动
4.2. USB核心驱动
4.3. USB设备驱动
4.3.1. 大容量存储设备
4.3.2. PTP设备
4.4. 文件系统
4.4.1. BPB参数块
4.4.2. FAT 区
4.4.3. DIR 区
4.4.4. DATA区
4.5. 用户应用程序
第5章 MICROBLAZE系统的嵌入
5.1. MICROBLAZE处理器结构
5.1.1. 数据类型
5.1.2. 指令集
5.1.3. 寄存器
5.1.4. 流水线
5.1.5. 存储器结构
5.2. OPB总线接口
5.3. MICROBLAZE系统其他外设核
5.4. 嵌入式开发工具包XILINX EDK介绍
5.4.1. IPcore的硬件集成
5.4.2. 各个外设核驱动
5.4.3. 开发流程
第6章 仿真与调试
6.1. 用于仿真测试的USB设备核
6.2. MODELSIM仿真环境
6.3. CHIPSCOPE调试核
6.4. XMD调试接口
6.5. 调试用实验板
6.6. 性能评价分析
第7章 结束语
7.1. 本文工作总结
7.2. 下一步的工作
参考文献
致谢
作者简历
发布时间: 2006-12-26
参考文献
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