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《东南大学》 2005年
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微处理器中USB1.1 接口电路的设计与实现

罗明清  
【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。
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP332;TP334.7

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