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《基于NiosII的USB接口模塊設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、基于Niosll的USB接口模塊設(shè)計(jì)SL811HS摘要：NiosII是Altera公司推岀的第二代IP軟核處理器，它與其他IP核構(gòu)成了SOPC系統(tǒng)的主要部分。用戶可以通過(guò)自定義邏輯的方法在SOPC設(shè)計(jì)中添加自己開(kāi)發(fā)的IP核。這種用戶自定義邏輯具有靈活高效等特性，充分體現(xiàn)了SOPC設(shè)計(jì)的優(yōu)越性。本文簡(jiǎn)要介紹了NiosII設(shè)計(jì)架構(gòu)，然后通過(guò)一個(gè)USB控制器的接口模塊設(shè)計(jì)實(shí)例，詳細(xì)介紹了NiosII設(shè)計(jì)中用戶口定義邏輯的實(shí)現(xiàn)方法和效果，同時(shí)給出了對(duì)USB控制器SL811HS的底層讀寫(xiě)函數(shù)。關(guān)鍵詞：接口電路，嵌入式系統(tǒng)，Niosll,用戶自定義邏
2、輯,1.引言隨著電路規(guī)模越來(lái)越大，片上系統(tǒng)(SoC)已經(jīng)成為IC設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，相應(yīng)地也有了更加靈活的片上可編程系統(tǒng)(SOPC)oNiosIICPU是一個(gè)基于流水線設(shè)計(jì)的通用RISC微處理器，擁有五級(jí)流水線和指令與數(shù)據(jù)內(nèi)存分開(kāi)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有可配置功能。用戶可以根據(jù)需求在SOPCBuilder中增減IP核，從而實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化。為了構(gòu)建一個(gè)更簡(jiǎn)潔高效的片上系統(tǒng)，用戶可以口行開(kāi)發(fā)IP組件，作為用戶自定義邏輯添加到AVALON總線⑴。AVALON總線是一種結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的總線，用于連接NiosII和其他外設(shè)。它規(guī)定了主從部件間的端口連接關(guān)系，以及部
3、件間通信的吋序關(guān)系。AVALON總線擁有多種傳輸模式，以適應(yīng)不同外設(shè)要求?；緜鬏斈Ｊ绞窃谥鲝耐庠O(shè)Z間進(jìn)行單字節(jié)，半字或字的傳輸。AVALON總線述支持一些高級(jí)傳輸模式，例如支持流操作，支持延時(shí)操作，支持多個(gè)主設(shè)備同時(shí)訪問(wèn)。2?用戶自定義邏輯模塊設(shè)計(jì)流程通常來(lái)說(shuō)，EDA廠商及第三方提供的IP核都是通用的，但進(jìn)行SOPC設(shè)計(jì)時(shí)，用戶可能有特殊需求，這時(shí)必須使用用戶白定義邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)所要的功能。SOPCBuilder集成在Altera公司的EDA工具QuartusII屮。用戶可以通過(guò)SOPCBuilder提供的圖形用戶界面從Altera公司提供
4、的IP庫(kù)中選取一些組件，如NiosII,DMA,SRAM,FLASH等等，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置這些IP的配置參數(shù)。用戶還可以自己編寫(xiě)HDL代碼模塊作為用戶自定義邏輯方便地添加到SOPCBuilder中,設(shè)計(jì)流程如圖1所示。圖1SOPC設(shè)計(jì)流程3.USB接口模塊的添加這里以常用的USB控制芯片SL811HS為例詳細(xì)介紹如何在NiosII屮添加用戶口定義模塊。圖2是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。3.1USB控制芯片介紹⑵SL811HS是Cypress公司的嵌入式USBhost/slave接口芯片，支持USB1.1的全速和低速設(shè)備。提供USB主機(jī)的硬件接I」及總線管
5、理機(jī)制，片內(nèi)集成SIE、USB收發(fā)器和根HUB,能夠完成嵌入式USB主機(jī)所需的功能。SL811HS的地址和數(shù)據(jù)均通過(guò)ad[7..O]分時(shí)傳輸，通過(guò)aO（數(shù)據(jù)/地址選擇線）電平的高低加以區(qū)分，當(dāng)aO置為低電平吋，ad[7..0]±傳輸?shù)氖荢L811片內(nèi)寄存器/緩沖區(qū)的地址；反之高電平則為數(shù)據(jù)。nwr>nrd、ncs、nrst分別為寫(xiě)控制線、讀控制線、片選線和復(fù)位線，均是低電平有效，NiosII通過(guò)這幾根控制線完成對(duì)SL811HS片內(nèi)緩沖區(qū)讀寫(xiě)、片選和復(fù)位等操作。intrq是屮斷請(qǐng)求信號(hào)線。當(dāng)SL811HS檢測(cè)到外設(shè)插入、拔出或者數(shù)據(jù)發(fā)送錯(cuò)誤
6、、超時(shí)、數(shù)據(jù)溢出等界常情況吋，通過(guò)將intrq置高電平通知NiosII。3.2USB接口模塊設(shè)計(jì)AVALON總線為用戶提供了非常友好的接口，使得系統(tǒng)搭建時(shí)的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題得到屏蔽，大大減輕了系統(tǒng)搭建的工作量。在SL811HS與AVALON總線的接口轉(zhuǎn)換verilog代碼中，只需建立SL811HS端口與AVALON總線端口的映射關(guān)系R卩可。niosintrq、niosreadn>nioswriten、nioscsn>niosresetn、nios_write_data[7..0]>nios_read_data[7..0]^nios_addre
7、ss分別對(duì)應(yīng)Niosll中的中亦、讀、寫(xiě)、片選、復(fù)社、靱據(jù)、讀數(shù)據(jù)、地址信號(hào)。intrq、nrd、nwr、ncs、nrst、ad[7..0]>aO分別對(duì)應(yīng)SL811HS的屮斷、讀、寫(xiě)、片選、復(fù)位、數(shù)據(jù)/地址線、數(shù)據(jù)/地址選擇信號(hào)。如圖3所示⑶。2J24；usbconvIz)_convintrqnios.read^nnb5_read_dat3[7??0]nioswritenMMnrdnios_cs_n門(mén)晰niosresetnMMMBncsnios^iurite^data[7..0]nrstnios_adciressniosjrrtrqaOF
8、纟Y纟-44纟F纟F纟F/4instLz
