usb设备接口的研究与设计

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1、笸I曲2疆分类母：TN47密级一一单位代码：—地堑旦～学号：．9±∞!!≈lm仑肥工学犬HefeiUniversityofTechno譬Iogy硕士学位论文MASTERDISSERTATIoN@论文题目：USB设备接口的研究与设计学位类别：学科专业：(工程领域l作者姓名导师姓名完成时间学历硕士微电子学与固体电子学沈健高明伦教授邓红辉助研2007年4月USB设备接口的研究与设计摘要随着计算机通信技术的高速发展，通用串行总线(USB)以其高速、支持多种传输类型、即插即用、易扩充等优点被广泛应用于数据通信领域。本文首先分析了USB2．0协议，包括US8封包的字段类型、封包的类型以及四种不同的数据传输

2、方式，为USB2．0设备接口的设计提供一定的理论基础。其次，数据通信中的数据可靠性问题是USB设备接口设计中的关键问题之一。本文从四个方面深入研究了USB设备接口中数据传输的可靠性问题：时钟恢复技术、数据的差错控制、不同时钟域间的数据传输以及USB协议层的数据可靠性问题，并给出了部分理论推导和实验结果。在上述的理论基础上，本文阐述了USB2．0设备接口的设计，着重研究了数据同步传输模块、包编码／解码模块和端点控制模块的设计与实现。最后，本文搭建了USB2．0设备接口的RTL级仿真平台，并给出了具体的验证方案，验证结果表明设计符合功能要求。此外，本文基于SMICO．18的工艺库对设计进行了逻辑综

3、合，实验结果表明所设计的电路时序正确。关键词：USB，CRC，同步，时钟恢复，数据可靠性，封包，测试，综合ResearchandDesignofUSBDeviceInterfaceAbstractWiththerapiddevelopmentofcommunicationtechnologyincomputerarea，UniversalSerialBus，duetoitsfeaturessuchashighspeed，manytypesoftransfersupposed，play-and·plugandexpandability，hasbeenwidelyusedindatacommuni

4、cationarea．Firstly，thisthesisanalyzestheUSB2．0protocol，includingthedatafieldofpacket，thepackettypeandthetransfertype，whichisfundamentaltothedesignofUSBdeviceinterface．ThedatareliabilityisoneofthesignificantproblemsinthedesignofUSBdeviceinterface．Secondly，partlybasedontheoreticalanatysisandexperiment

5、s，thisthesisresearchesonthereliabilityofdatatransferinUSBdeviceinterfacefromfouraspectsasfollowed：clockrecovery，thedataerrorcontrol，thesynchrOnizationofdatabetweendifferenttimedomainsandthedatareliabilityonUSBprotoc01．Then，basedonresearchabovethisthesispresentsthehardwaredesignofUSB2．0deviceinterfac

6、e，focusingonthreemodules：thedatasynchronizationandtransfermodule，thepacketencoding／decodingmoduleandtheendpointcontrolmodule．Finally，thisthesisconstructstheRTLtestplatformofUSB2．0deviceinterfaceandpresentsthewayofitssimulation．TheresuRsofsimulationdemonstratethatthefunctionofthedesigniscorrect．Addit

7、ionally，itresearchesonthelogicsynthesisofUSB2．0deviceinterfacebasedontheSIMC0．18library，andtheexperimentresultsimplythatitstimingalsocorrespondswiththerequirementofthedesign．Keywords：USB，CRC，synchroni