基于AXI总线的USB 2.0高速控制器FPGA IP
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简介：
本项目设计并实现了一种基于AXI总线接口的USB 2.0高速控制器FPGA IP核，适用于高性能数据传输应用。
AXI Universal Serial Bus (USB) 2.0 Device v5.0 LogiCORE IP是Xilinx公司提供的一个高度集成的FPGA IP核，用于在FPGA设计中实现高速USB 2.0接口。该IP核遵循了先进的AXI（Advanced eXtensible Interface）总线标准，提供高效的数据传输能力，广泛应用于各种嵌入式系统和消费电子产品。
**章节一：概述**
1. **功能描述**
AXI USB 2.0 Device IP实现了USB 2.0规范中的设备端功能，支持全速(12Mbps)和高速(480Mbps)模式。它包含一个USB协议引擎，能够处理USB主机发起的各种事务，并通过AXI总线与系统的其他部分通信。该IP还提供了错误检测和报告机制，以确保数据的完整性。
2. **应用场景**
适用于需要USB连接的嵌入式系统，如数字媒体播放器、打印机、存储设备、手机等。
可用于开发板和原型验证平台，以快速测试和验证USB接口的设计。
在工业控制、医疗设备、汽车电子等领域也有所应用。
3. **不支持的功能**
提供的产品指南中可能会列出某些特定的不支持特性或限制，例如某些特定的USB类规范可能未完全实现。
4. **授权和订购信息**
Xilinx官方提供授权和订购服务，具体信息可以在其官网上查询。
**章节二：产品规格**
1. **标准**
遵循USB 2.0规范，兼容USB 1.1，支持HSFSLS数据速率。
支持AXI4-Lite或AXI4-Stream接口，以适应不同类型的系统需求。
2. **性能**
在高速模式下可实现480Mbps的数据传输速率。
性能受到FPGA资源利用率、时钟速度和具体实现方式的影响。
3. **资源利用率**
IP核会占用FPGA中的逻辑单元、触发器、分布式RAM和IO资源，具体数值依赖于配置选项和目标器件。
4. **端口描述**
包括USB接口、AXI接口以及配置和状态信号等，详细描述了各端口的作用和操作模式。
5. **寄存器空间**
描述了IP核的配置寄存器布局，允许用户通过寄存器编程来配置USB设备的参数和行为。
**章节三：使用IP进行设计**
1. **时钟**
设计时需要考虑USB时钟和AXI总线时钟之间的同步问题，以确保数据正确传输。
可能需要外部时钟分频器或倍频器来满足USB时钟的要求。
2. **复位**
通常包含硬复位和软复位两种，用于初始化IP核和处理错误情况。
3. **编程序列**
描述了如何正确地对IP核进行初始化和编程，包括USB设备的枚举过程。
4. **中断和事件处理**
IP核可以生成中断信号，通知系统有关USB事务的状态变化，如传输完成、错误等。
5. **配置选项**
用户可以根据实际需求选择不同的工作模式、电源管理策略和其他高级特性。
AXI USB 2.0 Device v5.0 IP是Xilinx为FPGA设计者提供的一款强大工具，它简化了USB接口的集成，提高了设计效率。通过灵活的AXI接口，它可以轻松地与各种系统架构相融合，满足高性能和低延迟的需求。使用Xilinx提供的设计套件，如Vivado Design Suite，可以方便地实现和验证基于此IP的USB解决方案。
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