FPGA毕设论文基于FPGA的USB2.0控制器设计

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1、毕业设计（论文）题目基于FPGA的USB2.0控制器设计1．本课题所涉及的问题及应用现状综述通用串行总线（USB）是PC体系中比较新的一套工业标准，它是为了解决日益增加的PC外设与有限的主板插槽、端口之间的矛盾，提高设备的传输速度和简化PC与外设的连接过程而出现的。通用串行总线为4线总线，支持一个主机与一个或多个外设（高达127个）之间的通信。主控制器通过一个基于令牌的协议为连接的设备分配USB带宽。USB总线支持设备的热插拔与动态配置。它的出现是为了解决日益增加的PC外设与有限的主板插槽、端口之间的矛盾，提高设备的传输速度和简化计算机与外设

2、的连接过程。USB之所以有着巨大的魅力主要是由于它的许多其他总线无法比拟的优点，可归纳为以下5点：速度快；设备安装和配置容易；用USB连接的外围设备数目最多达127个，共5层；普通的使用串口、并口的设备都需要单独的供电系统，而USB设备则不需要，因为USB接口提供了内置电源。FPGA(FieldProgrammableGateArray)现场可编程门阵列，目前在电路设计应用已经十分广泛，已成为电子系统设计的重要手段。自从Xilinx公司1985年推出第一片FPGA以来，FPGA的集成密度和性能提高很快，其集成密度最高达几百万门/片，系统性能可

3、达200MHz。由于FPGA器件集成度高，方便易用，开发和上市周期短，在数字设计和电子生产中得到迅速普及和应用，并一度在高密度的可编程逻辑器件领域独占鳌头。本文主要通过FPGA器件，利用VerilogHDL硬件描述语言，初步完成USB控制器的设计和实现。USB控制器主要有两种类型：一种是微控制器集成在芯片内部；另一种就是纯粹的USB接口芯片，需要一个外部的微控制器来管理USB控制器的寄存器、设备描述符的获取和数据包的交换等。本文所研究设计的USB控制器属于后一种类型。2．本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路及实现预期目标的可行性分析关键问

4、题：（1）USB2.0协议的理解及应用。（2）利用VerilogHDL硬件描述设计一个USB2.0功能控制器，并进行仿真和在FPGA实验板验证。解决思路：（1）查阅相关资料，熟悉USB2.0相关协议，有的放矢精读相关章节内容；（2）熟练掌握FPGA芯片上的Verilog编程，会用硬件描述语言编写相应的功能模块及IP核功能块；（3）熟悉FPGA的相关软硬件开发流程（比如：功能仿真时序仿真、综合优化、布局布线）及最终的板级验证硬件调试等。可行性分析：USB2.0协议内容分为11章，共计600多页，内容繁琐，协议复杂，所以在实际应用中只能有针对性的

5、选读相关内容，掌握相关知识，达到能够完成本课题的目的即可。本人曾经使用过FPGA芯片做过相关嵌入式比赛课题，有一定的FPGA开发经验和Verilog相关编程能力，这就为本课题的顺利完成奠定了相关硬件基础。通过不断学习、交流、查阅资料，相信本课题最终会实现预期目标，顺利完成。3．完成本课题的工作方案第一至二周查阅资料了解USB2.0协议，USB2.0控制器相关知识。第三至四周熟悉FPGA硬件及其EDA软件的应用，确定所需器件型号。第五至八周设计各个模块的程序、电路，并进行仿真。第九至第十二周调试各个模块，系统联调，性能分析及相关改进。第十三至十

6、四周撰写毕业论文，准备答辩。4．指导教师审阅意见对FPGA设计有一定的基础，准备工作充分，设计合理，实施计划可行，同意进行开题。指导教师(签字)：年月日目录摘要...................................................................................................................................................IAbstract......................................

7、.............................................................................................II第1章概述.....................................................................................................................................11.1USB技术现状..............................

8、..................................................................................