基于FPGA的USB设备控制器的设计与验证

admin · 发表于 2022-8-7 10:29:57

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雅宝题库解析：
USB即通用串行总线(Universal Serial Bus)是一种较新的总线接口技术。USB2.0目前已经成为计算机与外部设备连接的标准接口。USB接口之所以能够占领PC机与外部设备连接的大部分市场份额主要是由于其使用方便、传输速度快、支持热插拔等特点，并且其配置过程全部是由系统自动完成的。一个完整的USB系统主要是由集线器、主机控制器和设备控制器三个部分组成。国外一些大公司如Philips，Cypress等几年前已经开发出USB设备控制器，而国内关于这方面主要是关于ASIC设计应用的研究以及设备应用的制作，自主研究开发USB设备控制器的很少。基于设计的难度和作者的设计能力，本论文的研究的主要内容是USB2.0设备控制芯片的设计，该设计综合了设计者的ASIC体系设计能力，通信协议的解读能力以及处理等能力的要求，具有较强的理论研究意义和较高的实践价值。文章首先对USB发展的背景和特点进行了介绍，然后对USB2.0协议的概念进行了简要阐述。在对USB设备控制器的功能进行了详细的分析和研究后，采用自顶向下的设计方法对系统进行了模块的划分。使用硬件描述语言Verlog HDL完成了系统子模块的编码设计工作。使用Mentor公司的ModelSim软件对系统做了功能仿真工作。最后利用FPGA器件进行了系统的测试验证并给出了结论。总体来说本论文所设计的USB控制器拥有高集成度、快速、低成本的特点，符合了当今设备发展要求。关键词：USB2.0，USB设备控制器，Verlog HDL，仿真

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