基于FPGA和VHDL的USB2.0控制器设计

2010-05-21 18:43:20来源: 罗玉平 陈海涛 施业斌 尹社广 代镭

  在视频存储和图像宽带领域中,经常遇到实时高速数据传输的要求。2000年4月,由Intel、Microsoft、NEC、Compaq、Lucent、Phillips等公司共同制订的USB2.0(Universal Serial Bus)传输协议,其速度远远超过了目前使用IEEE1394接口进行视频传输的400Mbps,达到了480Mbps;而且具有即插即用的PnP(Plug And Play)、可进行菊花链式的级联(通过USB HUB进行外围扩展)、可串连多达127个USB设备等优点。应用该协议可支持实时语音、音频和视频数据的传输。

  本文针对高速数据传输需求,根据USB2.0的协议规范,利用VHDL语言实现符合该协议的功能控制器,在视频压解系统中使数据在PC与外设之间高速传输。如图1所示由视频A/D采集的原始视频数据,在Philips公司生产的TM1300专用视频处理器中压缩后,通过USB控制器送至PC机。PC机的整个通过USB控制器传输到TM1300,解压后发送至视频D/A。

视频压缩系统

  1 控制器结构原理

  USB2.0控制器结构框图如图2所示。控制器主要由两个部分组成,其一为与外设的接口,另一个是内部协议层逻辑PL(Protocol Layer)。内部存储器仲裁器实现对内部DMA和外部总线对存储器访问之间的仲裁。PL则实现USB的数据I/O和控制。

USB2

  接口有三种:一种是与微控制器之间的功能接口;一种是与单口同步静态存储器(SSRAM)之间的接口;另外一种是与物理层之间的接口。这里符合UTMI(USB Transceiver Macrocell InteRFace)规范定义。

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关键字:FPGA  USB2.0控制器  高速数据传输

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2010/0521/article_1150.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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