基于ULPI接口的USB IP核設(shè)計(jì)與驗(yàn)證.pdf

1、USB已經(jīng)成為了一種主流的接口技術(shù),成為了計(jì)算機(jī)、通信和消費(fèi)類(lèi)電子等應(yīng)用領(lǐng)域最廣泛的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)。同時(shí),基于片上系統(tǒng)的可重用設(shè)計(jì)方法已經(jīng)成為了當(dāng)前IC設(shè)計(jì)的主流技術(shù)。本文介紹了一種USB設(shè)備IP核的設(shè)計(jì)方法。與一般的理論研究不同,本設(shè)計(jì)是為了向企業(yè)提供一種能夠商用的可重用IP核,需要同時(shí)權(quán)衡IP集成后產(chǎn)品的功能、性能、面積、速度、功耗以及成本,而不僅僅是IP核功能的實(shí)現(xiàn)。 本論文介紹的USB IP核支持USB 2.0規(guī)范,并兼容

2、USB 1.1規(guī)范；支持UTMI1.05規(guī)范、ULPI 1.1規(guī)范；支持AMBA AHB規(guī)范。該IP核一側(cè)通過(guò)ULPI接口或者UTMI接口的PHY直接與USB 2.0主機(jī)端進(jìn)行通信,另一側(cè)則通過(guò)AHB總線(xiàn)與ARM相連。 該USB IP核包括三個(gè)模塊:ULPI模塊(ULPI)、串行接口引擎(SIE)模塊(UTMI)和AHB總線(xiàn)接口模塊(AHB)。ULPI模塊實(shí)現(xiàn)了UTMI接口轉(zhuǎn)ULPI接口。串行接口引擎模塊為USB 2.0數(shù)據(jù)鏈路

3、層協(xié)議處理模塊。AHB模塊負(fù)責(zé)SoC設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)外提供AHB總線(xiàn)接口功能。 本論文中USB IP核的設(shè)計(jì)完全遵從可重用IP核的設(shè)計(jì)流程和方法。該IP核具有可配置性,以滿(mǎn)足不同設(shè)計(jì)的需要：對(duì)外的所有接口(ULPI、UTMI、AHB)都是業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)接口；遵守設(shè)計(jì)規(guī)則,代碼具有良好的可讀性、可修改性和可重用性：交付的數(shù)據(jù)、資料完整。該USB IP核足夠強(qiáng)壯,非常容易集成到整個(gè)芯片的設(shè)計(jì)中。 該USB IP核的驗(yàn)證中盡量采用了主流的驗(yàn)

4、證技術(shù)和方法,包括代碼靜態(tài)檢查、基于傳統(tǒng)驗(yàn)證方法的模塊級(jí)功能驗(yàn)證、基于VIP的系統(tǒng)級(jí)功能驗(yàn)證、形式驗(yàn)證、靜態(tài)時(shí)序分析和基于FPGA的原型驗(yàn)證等,驗(yàn)證結(jié)果表明USB IP核功能和時(shí)序是完全符合設(shè)計(jì)規(guī)范的。這些驗(yàn)證技術(shù)和方法的使用也嚴(yán)格遵守可重用設(shè)計(jì)方法學(xué),使驗(yàn)證環(huán)境魯棒性良好。 本論文中,USB IP核完整的設(shè)計(jì)文檔、規(guī)范的編碼、詳細(xì)的注釋、完備的驗(yàn)證環(huán)境和方法以及強(qiáng)壯的腳本都符合可重用設(shè)計(jì)方法學(xué)的要求。該USB IP核嚴(yán)格符合合