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《一种嵌入式32位微控器的SDIO接口设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、华中科技大学硕士学位论文摘要微处理器，特别是嵌入式微处理器的设计实现以其低功耗、高性能之特征发展迅速。精简指令CPU(RISC)作为嵌入式系统业已成为SOC(片上系统)研究与开发的技术热点。本课题完成了基于MIPSX5指令系统的32位精简指令微处理器的SDIO扩展接口设计全流程设计实现，由RTL（寄存器传输）级硬件设计描述、功能仿真，直至FPGA验证。本设计完成的SDIO接口除了具有满足协议规范的接口通讯特性外，通过特殊的内部状态机设计，使接口可支持的最高时钟频率范围得到了显著的扩展。本设计采用正向（TOP-DOWN）芯片设计流程，使用VerilogHDL语言完成了SDI
2、O接口的寄存器传输级（RTL）设计。本文首先介绍了SDIO接口的设计需求，包括SDIO的命令、响应与数据格式、主要的SD总线行为、重要的命令及响应的详解和SD/MMC卡内部结构。文中设计的SDIO接口控制器是从硬件和软件设计两个角度进行展开。硬件设计包括存储器管理模块MMU(MemoryManagementUnit)的设计、数据-命令收发控制模块（SDI_TOP）的设计两大部分，对上述各模块的主要功能和实现方法进行了具体说明。SDIO控制器软件驱动设计包括命令控制与数据传输控制驱动的设计，以及FAT16文件系统的设计。构建了仿真环境，通过功能仿真，评估了SDIO控制器的性
3、能和参数。最后本文对SDIO接口设计做了详细的FPGA验证，利用FPGA从传输速度和卡兼容性的角度验证了SDIO控制器。验证结果表明：SDIO接口控制器各部分控制模块设计合理、工作正常，在25MHZ时钟、多数据线传输模式下的SD存储卡读写传输平均速度分别达到8193.16Kbyte/s和7496.02Kbyte/s，目前最高可支持的时钟频率为50MHz，仍有继续扩展的空间。关键词：微控器芯片，SDIO接口，设计，功能仿真，FPGAI华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTAgreatprogresshasbeenmadeinthedesignofMCU,especiall
4、yembeddedMPU,thankstoitslowpowerconsumption,andhighperformance.TheresearchanddevelopmentofRISCCPU,asembeddedsystem,isvitalforthedevelopmentofSOC(SystemOnaChip).ThissubjecthascompletedthewholedesignoftheSDIOextendedinterfaceofthe32-bitRISCMPUbasedontheMIPSX5instructionsystem,fromRTLlevelha
5、rdwaredescription,functionalsimulationtoFPGAverification.Inadditiontomeetthestandardagreement,throughaspecialinternalstatemachinedesign,thedesignoftheSDIOinterfacecansupportthemaximumclockfrequencyrangehasbeensignificantlyexpanded.Usedofpositive(TOP-DOWN)chip-designprocessandVerilogHDLlan
6、guage,thedesignoftheSDIOinterfacecompletesRegisterTransferLevel(RTL).Firstly,thespecificationofSDIOcontrollerisintroduced,whichincludesthecommandanddataformat,importantSD-busactions,importantcommandsandresponseandtheconstructionofSD/MMCcard.ThehardwaredesignofSDIOhostcontrollerisproposed,
7、whichcouldbepartitionedintotwoparts:MemoryManagementUnitanddata-commandtransceivercontroller(SDI_TOP),thedetailinformationisdescribedinthisarticle.Softwarearchitecture,includingcommandanddatatransferandFAT16filesystem,isalsointroduced.Functionalsimulationsbasedonsim
