【摘 要】
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USB(通用串行总线)是一种外部总线标准,用于规范电脑与外部设备的连接和通信,它凭借着即插即用、热插拔、传输速度快、接口小巧、可扩展性强、成本低等优点,已经成为了应用于
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USB(通用串行总线)是一种外部总线标准,用于规范电脑与外部设备的连接和通信,它凭借着即插即用、热插拔、传输速度快、接口小巧、可扩展性强、成本低等优点,已经成为了应用于PC机与外设间的主流接口技术。但传统的USB系统使用“主从”的架构,外设之间的通信必须依赖于PC主机的存在,一旦离开了PC,各外设间无法利用USB口进行操作。OTG技术的出现解决了这一问题,支持OTG补充规范的USB OTG双重角色设备既可以实现主机功能,又可以实现外设功能,使得支持OTG规范的外设能够充当主机与标准外设直接通信,而不需要PC的参与,从而拓展了USB技术的应用范围。本文基于ARM处理器设计和实现了一款USB2.0 OTG IP核。该IP核包括主机控制器模块、设备控制器模块和OTG控制器模块等,通过外接ARM9和具有ULPI接口的PHY芯片实现了USB OTG功能。本文重点介绍了IP核中OTG控制器的硬件设计、实现及其FPGA板级测试。OTG控制器主要包括了以下模块:全局控制模块、寄存器组模块、OTG状态机模块、定时器模块、事件检测模块、数据路由模块等。全局控制模块负责复位、挂起和恢复的控制,及D+/D-线的上拉/下拉、打开/关闭Vbus线供电等操作;寄存器组模块完成对OTG控制器中所需寄存器的存放和管理;OTG状态机模块主要实现了OTG控制器状态机的跳转及各状态下的动作信号的产生;定时器模块主要实现了OTG状态机中的定时功能;事件检测模块产生了OTG状态机的跳转参数;数据路由模块完成了IP核内主机控制器、设备控制器与PHY之间的数据路由。
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