基于usb多功能闪存读卡器的研究和设计

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1、摘要本文主要设计了基于USB2．0的多功能闪存卡读卡器，其设计工作主要分为USB2．0设备控制器IP的设计和闪存卡读卡器两部分。首先论文根据USB2．0规范的系统架构和通信协议提出一个适用于USB设备端的USB通信流模型并根据该模型设计了USB引擎电路，主要包括UTM和SIE两个方面。在设计中，论文还对USB通信的错误恢复机制及缓冲区管理策略作出了改进，并在设计完成后进行了逻辑验证。然后论文根据对具有触点排的接触式IC和自动识别知识的研究，设计了闪存卡读卡器并详述了其设计过程。在读卡器的设计过程中，论文还详述了对读卡器反碰撞算法的改进和优化，这些改进从一定程度上提高了系统的处理能力和资

2、源利用率。最后，论文展望了USB及基于其上的外围设备的发展前景。关键词：USB引擎、USBUTM，USBSIE，USBOTG，SOC，SM卡，CF卡，动态二进制查找，DMAAbstractABSTRACTAmulti-functionFlashcardreadorbasedOnUniversalSerialBus2．0isdesignedandpresentedinthispaper．Thedesignjobisdividedintotwoparts，thedesignofUniversalSerialBus2．0devicecontrollerIPceroandthedesignof

3、Flashcardreader．USBsystemarchitectureandtransactionprotocola∞brieflyreviewedandaUniversalS甜alBusSpecification(Revision2．0，April27，2000)conformingtransactiondataflowmodelofUSBdeviceiscons钮'ucted．BasedOnthismodeltheUSBengineisdesigned，includingtheUSBTransceiverMacro-cellandtheSerialInterfaceEngine

4、．nteoptimizationofbuffermanagementisintroducedinthepaper．Andthedesigningjobissimulatedandsynthesized．Thenbasedontheresearchofauto·recognizeandcontactableIC，theFlashcardreaderisdesignedinthispaper．111epaperoptimizessomealgorithmofthereadertopromotethecapabilityofthesystem．KeyWords：USBengine，USBUT

5、M，USBSIE，USBoTGSOC，SMcard,CFcard，dynamicbinarysearch，DMAII学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。学位论文作者签名：。主·钏⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

6、盈三．主三!呈⋯⋯．经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。指导教师签名：学位论文作者签名：年月日年月日同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。签名．．了·纠谚7年乡月加／日第1章引言1．1USB历史发展及现状随着计算机的发展和普及，很多计算机外围设备厂商在外设接口选择这个问题上

7、存在困扰，这些接口大多数是由IBM公司在20世纪80年代早期设计的，由于历史的局限，这些接口的设计存在很多缺陷，比如说占用了过多的中断资源、扩展不灵活等，而通用串行总线(USB)则较好地解决了以上的问题。USB是通用串行总线技术规范，也是一种接口标准，是最早由Intel公司提出构想、多家公司共同开发的一种外设连接新技术。1995年经过标准化后，发布了称为通用总线的串行技术规范(UniversalSerialBus)，简称USBtll。USB的工