USB1.1 OTG控制器设计综述与实现

本章详细探讨了基于89C51的IC卡读写器设计与实现，其中特别关注了USB1.1 OTG (One-Two-Gate) 技术的相关内容。USB OTG是一种创新规范，它允许设备在需要时充当主机或从属设备，增强了设备间的交互性，尤其是在没有PC作为中介的情况下。USB OTG技术的关键特点包括： 1. 双重角色设备：USB OTG支持设备能在主机和外设模式之间切换，这意味着一个设备可以既是发送数据的源又是接收数据的目的地。 2. VBUS电源管理：为了支持这种灵活性，OTG规范处理了VBUS（电源）电流的管理，确保设备能在不同角色下正常供电。 3. 连接器和适配器：新型的连接器和适配器设计使得设备之间的连接更加便捷，无需专门的硬件适配。 4. 会话请求协议和主机交换协议：这些协议定义了设备如何发起会话请求，以及在设备间交换数据时的数据传输规则。 5. 目标外设列表：OTG允许设备维护一个目标设备列表，方便选择合适的设备进行通信。 6. USB OTG描述符与请求：设计者需要理解和使用这些描述符来配置设备的功能和特性，以适应不同应用场景。 7. 软件结构：本章阐述了USB OTG体系的软件结构，包括了从系统级设计到模块划分的顶层到底层的详细流程，如采用Verilog硬件描述语言进行设计和编程。 设计者张明，作为一名生物医学工程专业的硕士研究生，遵循了IP核设计的一般流程，从USB规范和OTG1.0补充协议的基础理论出发，构建了一套自定义的USB1.1 OTG控制器。设计过程中，他采用了TOP-DOWN设计方法，将控制器分解为六个一级子模块和多个二级子模块，每个模块都对应特定的功能实现，包括状态机管理和功能仿真。 张明通过编写Verilog HDL代码完成了模块功能仿真，使用ModelSim环境对OTGController模块进行了详细的功能验证。他还构建了一个USB1.1 OTG控制器的总线功能模型，作为系统测试平台的基础。在Synplify环境下进行FPGA综合后，他获得了关于控制器资源消耗的基本数据。 文章最后提出了针对USB1.1 OTG控制器IP核设计的改进意见，强调了在整个设计过程中对标准协议理解和实际应用的重要性，以及测试平台和硬件资源优化的必要性。 本章不仅概述了USB OTG技术的原理和应用，还展示了设计者在实现这一技术中的实践过程和关键环节，为读者提供了深入理解并开发类似IP核的实用指南。