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IEEE1394物理层核的设计与验证

作　者: 杨文伟
导　师: 刘红侠; 田泽
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 集成电路工程
关键词: IEEE1394 物理层 IP核 RTL设计
分类号: TP336
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着信息技术的快速发展，人们对计算机外设的传输速度提出了更高的要求，多种接口标准应运而生，包括USB、IEEE1394、FiberChannel、SSA、Ultra SCSI等。IEEE1394作为一种高速串行总线标准，不管是传输速度还是数据可靠性都具有很大优势。它不仅支持热拔插，还具有等时传输和异步传输两种通信方式，广泛应用于航空航天、数码摄像机、高速外接硬盘、打印机等多种设备。本文研究的物理层IP核是IEEE1394芯片的一个子模块。它负责将数据从链路层发送到总线接口，以及将总线上接收的数据转发给链路层。本次设计的物理层IP核符合IEEE1394a协议，它实现了物理层的基本功能，传输速度最高达到400Mbps，可以单独流片或同其他协议层做成SOC产品。对IEEE1394芯片的研究工作具有一定的参考意义和实用价值。本文首先分析了IEEE1394协议的基本内容，重点阐述了协议中有关物理层的仲裁机制和通信原理。然后根据功能要求，提出了物理层IP核的系统级解决方案，并完成了每个子模块的设计工作，同时制定了每个子模块的外部接口信号以及内部状态机描述。整个过程采用自上而下的设计思路。为了保证设计结果的正确性和可靠性，最后搭建了系统级验证平台，制定了详细验证方案，并用modelsim6.5仿真工具对设计结果进行了功能仿真，仿真结果表明此次IP核设计的功能和时序均满足协议要求。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 技术研究背景  8
  1.2 IEEE1394 同 USB 总线的比较  8-9
  1.3 IEEE1394 的主要技术特点  9
  1.4 本文内容安排  9-12
第二章 IEEE1394 协议概述  12-16
  2.1 1394 线缆接口  12
  2.2 拓扑结构  12-13
  2.3 协议层次  13-15
    2.3.1 事务层  13-14
    2.3.2 链路层  14
    2.3.3 物理层  14
    2.3.4 串行总线管理层  14-15
  2.4 通信模型  15-16
    2.4.1 异步传输  15
    2.4.2 等时传输  15-16
第三章 物理层的主要功能  16-26
  3.1 总线配置  16-17
    3.1.1 总线复位  16
    3.1.2 树标识  16-17
    3.1.3 自标识  17
  3.2 总线仲裁  17-21
    3.2.1 仲裁信号  17-19
    3.2.2 异步仲裁  19-20
    3.2.3 等时仲裁  20-21
    3.2.4 混合仲裁  21
  3.3 物理层包格式  21-26
    3.3.1 自标识包  21-22
    3.3.2 开启链路包  22
    3.3.3 物理层配置包  22-23
    3.3.4 扩展物理层包  23-26
第四章 物理层 IP 核的设计  26-58
  4.1 系统结构  26-27
  4.2 外部接口信号  27-28
  4.3 各模块介绍  28-58
    4.3.1 仲裁控制器  28-34
    4.3.2 link 接口控制器  34-38
    4.3.3 PHY 寄存器  38-42
    4.3.4 PHY 包产生器  42-45
    4.3.5 PHY 包解码器  45-47
    4.3.6 并转串模块  47-48
    4.3.7 串转并模块  48-49
    4.3.8 DS 编码器  49-51
    4.3.9 DS 解码器  51-52
    4.3.10 仲裁信号解码器  52-53
    4.3.11 端口连接控制器  53-55
    4.3.12 接收同步模块  55-56
    4.3.13 时钟产生器  56-58
第五章 物理层 IP 核的验证  58-68
  5.1 验证方法概述  58
  5.2 验证平台搭建  58-59
  5.3 验证用例及验证结果  59-68
    5.3.1 发送 PHY 包验证  59-61
    5.3.2 接收 PHY 包验证  61-63
    5.3.3 发送数据包验证  63-65
    5.3.4 接收数据包验证  65-68
第六章 总结  68-70
致谢  70-72
参考文献  72-74

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 电子数字计算机（不连续作用电子计算机） > 总线、通道
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