基于ULPI接口的USB IP核設(shè)計與驗證.pdf

1、USB已經(jīng)成為了一種主流的接口技術(shù),成為了計算機、通信和消費類電子等應(yīng)用領(lǐng)域最廣泛的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線。同時,基于片上系統(tǒng)的可重用設(shè)計方法已經(jīng)成為了當(dāng)前IC設(shè)計的主流技術(shù)。本文介紹了一種USB設(shè)備IP核的設(shè)計方法。與一般的理論研究不同,本設(shè)計是為了向企業(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ULPI接口或者UTMI接口的PHY直接與USB 2.0主機端進行通信,另一側(cè)則通過AHB總線與ARM相連。 該USB IP核包括三個模塊:ULPI模塊(ULPI)、串行接口引擎(SIE)模塊(UTMI)和AHB總線接口模塊(AHB)。ULPI模塊實現(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)計時對外提供AHB總線接口功能。 本論文中USB IP核的設(shè)計完全遵從可重用IP核的設(shè)計流程和方法。該IP核具有可配置性,以滿足不同設(shè)計的需要：對外的所有接口(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核足夠強壯,非常容易集成到整個芯片的設(shè)計中。 該USB IP核的驗證中盡量采用了主流的驗

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