论文题目: 微处理器中USB1.1 接口电路的设计与实现
论文类型: 硕士论文
论文专业: 微电子学与固体电子学
作者: 罗明清
导师: 陆生礼
关键词: 接口电路
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: USB是目前计算机和嵌入式系统产品与外部设备连接普遍采用的数据通信接口。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。本文设计的USB接口电路主要应用于嵌入式手持设备专用微处理器的芯片设计。文中首先介绍了USB接口电路设计背景,接着提出了USB接口电路的设计目标:1.遵守USB1.1协议规范;2.支持基于USB的移动存储器(如MMC);3.向用户系统提供并行总线接口。根据此目标制定了USB接口电路设计的总体方案。文中以实现移动存储功能为设计主线,制订了USB的连接结构以及接口电路框架方案和芯片运用于系统中的软件驱动方案。在接口电路架构设计方面,文中比较了中断触发传输和DMA传输两种架构方案,最终采用了DMA传输的架构方案。在USB接口电路设计中,以USB1.1协议为依据,首先分析了接口电路与PC按照协议实现通信功能的过程。根据分析设计了USBD(USB Device)模块并使用SYNOPSYS公司的USBVIP(verification IP)对设计的USBD模块进行了验证。该设计经流片后被做成系统成功地通过此USB接口电路在系统与PC之间实现了通讯。使用该USB接口电路的系统需要设备端软件驱动程序的支持。文中在设计电路的同时给出了软机驱动方案。软机驱动中主要完成USB协议的标准请求协议栈和Mass Storage class的SCSI命令处理的程序。文章将运用设计的USB接口电路实现的读卡器与市场上相应的产品比较能够满足读卡器的要求,USB接口电路达到了开始提出的设计目标。最后,文中对整个设计进行了总结,提出在今后SOC设计中使用USB接口电路模型进行整体构架的评估,使在设计初期就能评估整个系统的构架的合理性和性能特性,减少设计风险和缩短设计时间。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 问题提出
1.2 论文的工作
1.3 论文的结构
第二章 USB协议概述
2.1 USB总线描述
2.1.1 USB的速度
2.1.2 总线布局
2.1.3 USB 的即插即用
2.1.4 USB 的标准接口和外设
2.2 通讯协议
2.2.1 USB 数据流
2.2.2 USB 数据单元
2.2.3 USB 总线传输
2.2.4 数据触发同步与重试
2.2.5 USB设备状态
2.2.6 错误检验与恢复
2.2.7 NRZI编码
2.3 小结
第三章 接口电路在处理器中的位置和接口电路的驱动软件方案
3.1 USB接口电路的设计目标
3.2 USB接口电路的连接结构
3.3 USB接口电路在处理器中的位置及相关模块功能
3.3.1 接口电路在处理器中的位置
3.3.2 相关模块功能
3.4 接口电路的软件驱动方案
3.4.1 ASIX OS内核
3.4.2 接口电路的软件驱动方案
3.5 小结
第四章 USB接口电路的设计与验证
4.1 USB接口电路的设计
4.1.1 USBD模块结构设计
4.1.2 传输方式的选择
4.2 USBD_CORE模块的设计
4.2.1 数字锁相环模块设计（DPLL）
4.2.2 协议接口引擎模块结构设计（Usbd_pie）
4.2.3 协议引擎模块的结构设计（Usbd_pe）
4.3 设计的接口电路的功能验证
4.3.1 Vera验证技术
4.3.2 USBD模块的设计验证
4.4 小结
第五章 接口电路的驱动软件
5.1 USB设备协议栈
5.1.1 标准设备请求
5.1.2 设备列举（ Device Enumeration）
5.2 SCSI命令处理
5.2.1 BULK-ONLY传输
5.2.2 SCSI命令
5.3 FAT16 文件系统
5.4 驱动中的数据结构
5.4.1 __USBDEVICE数据结构
5.4.2 __USBDISKBUFFER数据结构
5.5 USB的软件流程
5.5.1 USB中断处理
5.5.2 DMA中断处理
5.6 小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
在校期间发表的论文清单
发布时间: 2007-06-11
参考文献
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标签：接口电路论文;