使用Vivado设计AXI USB 2.0设备FPGA IP核心

"AXI Universal Serial Bus (USB) 2.0 Device v5.0 LogiCORE IP Product Guide Vivado Design Suite PG137 November 18, 2015" Xilinx的AXI USB 2.0 Device v5.0是一款专为FPGA设计的高速USB 2.0控制器知识产权（IP），它基于先进的AXI（Advanced eXtensible Interface）总线标准。AXI是Xilinx的一种高性能、低延迟的片上互连架构，广泛用于其FPGA和SoC产品中，为系统级设计提供了高效的数据传输能力。 **主要知识点** 1. **AXI总线**：AXI是一种开放的接口规范，用于连接处理器、内存、外设等不同组件。它包括多个协议变体，如AXI4、AXI4-Lite等，提供单向或双向数据传输，并支持多通道和事务层包（TLP）处理，以优化带宽和资源利用率。 2. **USB 2.0技术**：USB 2.0是通用串行总线的一个版本，提供最高480Mbps的传输速度（称为High-Speed模式）。此IP实现了USB 2.0规范，使得FPGA可以作为USB设备，与主机进行高速数据交换。 3. **IP Facts**：AXI USB 2.0 Device IP提供了关键的功能描述，包括其应用、不支持的特性以及授权和订购信息。这帮助用户了解IP的核心特性和使用条件。 4. **功能描述**：IP提供USB设备端的功能，支持高速模式，适用于各种应用，如数据采集、嵌入式系统通信等。它还列出了不支持的特性，以指导用户在设计时避免潜在问题。 5. **资源利用率**：在设计阶段，IP的资源消耗是至关重要的。AXI USB 2.0 Device IP的资源利用情况包括逻辑单元、触发器、I/O引脚等，这些信息对于评估设计是否适合特定FPGA平台至关重要。 6. **时钟和复位管理**：章节介绍了IP如何处理时钟和复位信号，这是确保USB协议正确运行的关键。时钟管理涉及时钟域交叉和同步，而复位管理则涉及到初始化和恢复操作。 7. **编程序列**：IP的编程顺序包括了如何配置IP以达到正确工作状态的步骤，这对实现和调试至关重要。 8. **协议描述**：在低功耗模式（ULPI，Universal Serial Peripheral Interface）下，IP如何处理USB协议进行了详细说明，包括数据包的接收和发送，以及错误处理机制。 9. **设计流程步骤**：从自定义和生成IP到约束、仿真、综合和实现，本章详细描述了使用Vivado Design Suite开发基于此IP的设计的整个流程。 10. **示例设计**：为了帮助用户快速上手，IP提供了一个示例设计，包含了实现和仿真指南，使开发者能够验证IP的功能并进行测试。 11. **测试平台**：IP的测试平台用于验证其正确性，这对于确保设计满足性能和功能需求非常重要。 12. **迁移和升级**：指南提供了从旧版本工具迁移到Vivado Design Suite以及在该套件内升级IP的方法。 13. **调试**：附录B提供了在Xilinx.com上寻找帮助的途径，以及可用的调试工具，帮助用户解决设计中遇到的问题。 这个AXI USB 2.0 Device v5.0 IP是实现FPGA中高速USB通信的关键组件，它结合了AXI总线的高性能和USB 2.0的广泛应用，为开发者提供了强大的设计基础。