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基于FPGA和VHDL的USB2.0控制器設(shè)計

作者: 時間:2010-05-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  在視頻存儲和圖像寬帶領(lǐng)域中,經(jīng)常遇到實時的要求。2000年4月,由Intel、Microsoft、NEC、Compaq、Lucent、Phillips等公司共同制訂的USB2.0(Universal Serial Bus)傳輸協(xié)議,其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了目前使用IEEE1394接口進(jìn)行視頻傳輸?shù)?00Mbps,達(dá)到了480Mbps;而且具有即插即用的PnP(Plug And Play)、可進(jìn)行菊花鏈?zhǔn)降募壜?lián)(通過USB HUB進(jìn)行外圍擴展)、可串連多達(dá)127個USB設(shè)備等優(yōu)點。應(yīng)用該協(xié)議可支持實時語音、音頻和視頻數(shù)據(jù)的傳輸。

  本文針對需求,根據(jù)USB2.0的協(xié)議規(guī)范,利用VHDL語言實現(xiàn)符合該協(xié)議的功能控制器,在視頻壓解系統(tǒng)中使數(shù)據(jù)在PC與外設(shè)之間高速傳輸。如圖1所示由視頻A/D采集的原始視頻數(shù)據(jù),在Philips公司生產(chǎn)的TM1300專用視頻處理器中壓縮后,通過USB控制器送至PC機。PC機的整個通過USB控制器傳輸?shù)絋M1300,解壓后發(fā)送至視頻D/A。

視頻壓縮系統(tǒng)

  1 控制器結(jié)構(gòu)原理

  結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示??刂破髦饕蓛蓚€部分組成,其一為與外設(shè)的接口,另一個是內(nèi)部協(xié)議層邏輯PL(Protocol Layer)。內(nèi)部存儲器仲裁器實現(xiàn)對內(nèi)部DMA和外部總線對存儲器訪問之間的仲裁。PL則實現(xiàn)USB的數(shù)據(jù)I/O和控制。

USB2

  接口有三種:一種是與微控制器之間的功能接口;一種是與單口同步靜態(tài)存儲器(SSRAM)之間的接口;另外一種是與物理層之間的接口。這里符合UTMI(USB Transceiver Macrocell InteRFace)規(guī)范定義。


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