受金字塔层级模型启迪 SoC平台设计USB高速设备IP
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Ｆ Ｂ２ ０ Ｆ Ｂ２ ０能 很 容 易 的 ＵＳ ２ 。 ＵＳ ２
速度对于 鼠标或键盘 等人机接 口 设 备 来 说 已经 很 足 够 ，但 对 下 一 代 的高 速设 备来 说 却相 差甚 远 ， 例 如对 高 分 辨 率 打 印机 和 扫 描 仪 、 视 频 会议 摄 影头 以及 可 读 ／ （ ／ 写 Ｒ ｗ ）ＤＶＤ光 驱 的 高 密 度 存 储设 备 等 ， 此 又 发展 出高 速 ＵＳ 将 数 因 Ｂ， 据 传 输 速 度 提 高 为全 速 ＵＳ Ｂ的 ４ ０ 倍 ，达 到每 秒 ４ ０Ｍｂ ８ 。ＵＳ ． Ｂ２０正 是 支持 低 速 、 全 速 和 高 速 等 三 种 传输 速 度 的 新 一 代 ＵＳ Ｂ规 格 。其 标 准 是 依 据 ＵＳ ． 发展 而 来 ，与 Ｂ１１ ＵＳ ． 兼 容 ，可 使 用相 同 的传 输 Ｂ１１ 线 、 接 器 和 软 件接 口 ， 连 因此 消 费 者 在 使 用 新 产 品 的 时 候 ，外 观 上
表 １ 有 关 ＵＳ 是 Ｂ硬 件 的 主 要 规 范 ， 由表 中所 列 数 据 可 知 ，
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Ｔ ＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｅ ＸＰ ＬＯＲＩ ＮＧ
● 表 １ 有关 Ｕ ＳＢ硬件的主要规范
嚣黎 爨孵 肄 冀 勇 翳嚣 爨 霉 爨 羹
／、 Ｍｌ的字 正 分 别 是 低 速 模 式 （ＬＯＷ ＳＰｅｅｄ ／ 管ａｗ金 论 确 １ 与 ｓ个 理 塔 层 否ｏ 这
，
பைடு நூலகம்
ＵＳ ． 有 三 种 数 据 传输 模 式 ， Ｂ２０具
ＵＳ 并非 像 打 印机 端 口利用 Ｂ 串行 传 输 存 取 同 步 时 钟 ，而 是 采
用 Ｎ ＲＺＩ Ｎｏ Ｒｅ ｕ ｎ ｏ Ｚｅ ｏ （ ｎ ｔ ｒ ｔ ｒ
Ｃｏ ｔ ｌ ｒｎ ｆｒ Ｉ０ ｎｒ ａ ｓｅ ｏＴ ＦＦ
翳 嘲
７ ３～３ ０ ０ ４ ０ ～２ ０５ ．
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２ ２ ０４ ．
襄
无 无 ４ ５Ｑ
低 速 全 速 高速
１５ ． １ ２ ４０ ８
Ｃ ｎｒ ｌ ｒｎ ｆｒ Ｉ Ｏ（ ｏ ｔ ａ ｓｅ Ｆ ＣＸＦ包 ｏＴ Ｆ ）
是 １ Ｍｂ ｔ 。 ． ５ ｉ ｓ ／
Ｉ ｖ ｒｅ ） 据 调 制方 式 。 图 ３是 ｎ ｅ ｔｄ 数 ＮＲ 调 制 的 工作 原理 ，由图 可 知 ＺＩ
当数 据 从 “”变成 … 时 输 出状 １ ０’
态 会 反转 ， 就 是说 如 果 １ 连 续 也 是 的 场 合就 维 持 １ ，若 是 连 续 ０的 场 合 就 会在 各 １ 将 输 出反 转 。 位 我们 设 计这 个 符合 ＵＳ ． Ｂ２０规 范 的 ｕ ｓ Ｂ 高 速 设 备 ＩＰ 称 为
不会 看 到 任 何 不 同 之处 。
由 于 ＵＳ ２０ ＵＳ ．的 升 级 Ｂ ．是 Ｂ１ ０
版 ，所 以 ＵＳ ２０ 盖 所 有 ＵＳ ． Ｂ ．涵 Ｂ１ ０ 的规 范 ， 而 ４ ０ ｐ 的数 据 传输 然 ８ Ｍｂ ｓ 速 度 对 ＵＳ ２０而 言 ，所 谓 的高 速 Ｂ． 模 式 似 乎 并 不恰 当 。虽 然 ＵＳ ２０ Ｂ ． 高 速 模 式 的 数 据 传 输 速 度 为 ４０ ｐ， ８ Ｍｂ ｓ 不过 实 际上 ＵＳ ２０ Ｂ ．的基 本频 率 只有 ２ ０ ４ ＭＨｚ 如 图 ２ 示 。 ， 所
含 三 个 控 制 逻 辑 次 模 块 和 一 个 存 储 模 块 。ＣＸＦ的 次模 块 使 用 一 个
３ ｂｔ 据 接 口与 Ｐ Ｅ 沟 通 以 传 送 ２ ｉ数 Ｉ
Ｍｏ ｅ 、全速模 式（ Ｉ ｄ ） Ｆｕ ｌ ＳＰ ｅ ｅｄ
Ｍ ｏ ｅ 和 高速 模 式 （ ｇ Ｓ ｅ ｄ ｄ） Ｈｉ ｈ ｐ ｅ Ｍｏ ｅ 。早 期 的 ＵＳ ． 范 只 有 ｄ） Ｂ１０规 低 速 模 式 与 高 速 模 式 两 种 ，其 中 全 速 模 式 的 数 据 传 输 速 度 约 为 １ Ｍｂ ｓ ｐ ，若 单 纯 的 作 位换 算 大 约 ２
级 模 型 的概 念 与 Ｉ Ｐ提 交物 对 Ｓ Ｃ ｏ 设计者或许有用 ， 图 １ 如 ，Ｍａｌｗ ｓｏ 的需 求层 级 与 在 旁 的 Ｓ Ｃ设 计 者 ｏ 需 求 的层 级 模 型相 比较 。 过 去几 年 ， 围设 备 、集 线器 外 和 主 机通 常 可 以全 速 （２ ／ ） １ Ｍｂｓ 或 低速 （ ．Ｍｂｓ １５ ／）来 运 作 ，这 样 的
与 ＡＨＢ总 线 上 的 外 部 ＤＭＡ 控 制 器 工 作 ， 应 用 端 总 线 就 是 符 合
ＡＭ Ｂ ２０标 准 而 可 运 行 １ ３ Ａ ． ＭＨｚ ３
的 ＡＨ Ｂ总 线 。 们还 要 为Ｆ Ｂ ２ 我 ＵＳ ２ ０
提 供 ＧＵＩ 工 具 （ Ｚ Ｃ 小 Ｅ — ＯＮ） 便 利 以
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受 金字塔层级模型启迪
Ｓ Ｃ平台设计Ｕ Ｂ高速设备＿ Ｏ Ｓ Ｐ
ｉ 陈宏铭 ／ ｌ ｌ 朱爱莉 ／ 陈麒安 智 科 （海有艮 原 技上 ）８ 公司
半导体产业开发知识产权 Ｏ ） Ｐ 已有 １ 个年头 ， ５ 时至今 日，Ｐ Ｉ的买家和卖家还在为找到一个双赢的商业 模式而努力。１４ 年 ，Ａ ｒｈ ｍ Ｍ ｓ ｗ提出一篇论文 ，指 出所有人类基本 的需求架构 出金字塔的 ３ ９ ｂａ ａ ａ ｌ ｏ 层级 ，最基本的需求却有着最高的优先权 ， Ｓ Ｃ设计者追求的最高层级是 Ｓ Ｃ的实现 。本文将讨 而 ｏ ｏ 论如何利用 Ｓ Ｃ平台设计 并验证 Ａ Ｂ总线的 Ｕ Ｂ高速设备 Ｉ ，使其达到 Ｉ ｏ Ｈ Ｓ Ｐ Ｐ功能的正确性。
速度对于 鼠标或键盘 等人机接 口 设 备 来 说 已经 很 足 够 ，但 对 下 一 代 的高 速设 备来 说 却相 差甚 远 ， 例 如对 高 分 辨 率 打 印机 和 扫 描 仪 、 视 频 会议 摄 影头 以及 可 读 ／ （ ／ 写 Ｒ ｗ ）ＤＶＤ光 驱 的 高 密 度 存 储设 备 等 ， 此 又 发展 出高 速 ＵＳ 将 数 因 Ｂ， 据 传 输 速 度 提 高 为全 速 ＵＳ Ｂ的 ４ ０ 倍 ，达 到每 秒 ４ ０Ｍｂ ８ 。ＵＳ ． Ｂ２０正 是 支持 低 速 、 全 速 和 高 速 等 三 种 传输 速 度 的 新 一 代 ＵＳ Ｂ规 格 。其 标 准 是 依 据 ＵＳ ． 发展 而 来 ，与 Ｂ１１ ＵＳ ． 兼 容 ，可 使 用相 同 的传 输 Ｂ１１ 线 、 接 器 和 软 件接 口 ， 连 因此 消 费 者 在 使 用 新 产 品 的 时 候 ，外 观 上
表 １ 有 关 ＵＳ 是 Ｂ硬 件 的 主 要 规 范 ， 由表 中所 列 数 据 可 知 ，
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Ｔ ＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｅ ＸＰ ＬＯＲＩ ＮＧ
● 表 １ 有关 Ｕ ＳＢ硬件的主要规范
嚣黎 爨孵 肄 冀 勇 翳嚣 爨 霉 爨 羹
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，
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ＵＳ ． 有 三 种 数 据 传输 模 式 ， Ｂ２０具
ＵＳ 并非 像 打 印机 端 口利用 Ｂ 串行 传 输 存 取 同 步 时 钟 ，而 是 采
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是 １ Ｍｂ ｔ 。 ． ５ ｉ ｓ ／
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态 会 反转 ， 就 是说 如 果 １ 连 续 也 是 的 场 合就 维 持 １ ，若 是 连 续 ０的 场 合 就 会在 各 １ 将 输 出反 转 。 位 我们 设 计这 个 符合 ＵＳ ． Ｂ２０规 范 的 ｕ ｓ Ｂ 高 速 设 备 ＩＰ 称 为
不会 看 到 任 何 不 同 之处 。
由 于 ＵＳ ２０ ＵＳ ．的 升 级 Ｂ ．是 Ｂ１ ０
版 ，所 以 ＵＳ ２０ 盖 所 有 ＵＳ ． Ｂ ．涵 Ｂ１ ０ 的规 范 ， 而 ４ ０ ｐ 的数 据 传输 然 ８ Ｍｂ ｓ 速 度 对 ＵＳ ２０而 言 ，所 谓 的高 速 Ｂ． 模 式 似 乎 并 不恰 当 。虽 然 ＵＳ ２０ Ｂ ． 高 速 模 式 的 数 据 传 输 速 度 为 ４０ ｐ， ８ Ｍｂ ｓ 不过 实 际上 ＵＳ ２０ Ｂ ．的基 本频 率 只有 ２ ０ ４ ＭＨｚ 如 图 ２ 示 。 ， 所
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３ ｂｔ 据 接 口与 Ｐ Ｅ 沟 通 以 传 送 ２ ｉ数 Ｉ
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Ｍ ｏ ｅ 和 高速 模 式 （ ｇ Ｓ ｅ ｄ ｄ） Ｈｉ ｈ ｐ ｅ Ｍｏ ｅ 。早 期 的 ＵＳ ． 范 只 有 ｄ） Ｂ１０规 低 速 模 式 与 高 速 模 式 两 种 ，其 中 全 速 模 式 的 数 据 传 输 速 度 约 为 １ Ｍｂ ｓ ｐ ，若 单 纯 的 作 位换 算 大 约 ２
级 模 型 的概 念 与 Ｉ Ｐ提 交物 对 Ｓ Ｃ ｏ 设计者或许有用 ， 图 １ 如 ，Ｍａｌｗ ｓｏ 的需 求层 级 与 在 旁 的 Ｓ Ｃ设 计 者 ｏ 需 求 的层 级 模 型相 比较 。 过 去几 年 ， 围设 备 、集 线器 外 和 主 机通 常 可 以全 速 （２ ／ ） １ Ｍｂｓ 或 低速 （ ．Ｍｂｓ １５ ／）来 运 作 ，这 样 的
与 ＡＨＢ总 线 上 的 外 部 ＤＭＡ 控 制 器 工 作 ， 应 用 端 总 线 就 是 符 合
ＡＭ Ｂ ２０标 准 而 可 运 行 １ ３ Ａ ． ＭＨｚ ３
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提 供 ＧＵＩ 工 具 （ Ｚ Ｃ 小 Ｅ — ＯＮ） 便 利 以
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受 金字塔层级模型启迪
Ｓ Ｃ平台设计Ｕ Ｂ高速设备＿ Ｏ Ｓ Ｐ
ｉ 陈宏铭 ／ ｌ ｌ 朱爱莉 ／ 陈麒安 智 科 （海有艮 原 技上 ）８ 公司
半导体产业开发知识产权 Ｏ ） Ｐ 已有 １ 个年头 ， ５ 时至今 日，Ｐ Ｉ的买家和卖家还在为找到一个双赢的商业 模式而努力。１４ 年 ，Ａ ｒｈ ｍ Ｍ ｓ ｗ提出一篇论文 ，指 出所有人类基本 的需求架构 出金字塔的 ３ ９ ｂａ ａ ａ ｌ ｏ 层级 ，最基本的需求却有着最高的优先权 ， Ｓ Ｃ设计者追求的最高层级是 Ｓ Ｃ的实现 。本文将讨 而 ｏ ｏ 论如何利用 Ｓ Ｃ平台设计 并验证 Ａ Ｂ总线的 Ｕ Ｂ高速设备 Ｉ ，使其达到 Ｉ ｏ Ｈ Ｓ Ｐ Ｐ功能的正确性。