USB OTG IP在ARM系統(tǒng)上的集成與優(yōu)化.pdf

1、隨著移動(dòng)多媒體技術(shù)的發(fā)展，為了方便各種外設(shè)之間的互連，通用串行總線(Universal SerialBus，USB)論壇組織在USB2.0接口協(xié)議基礎(chǔ)上推出了USB2.0 OTG(On The GO)接口標(biāo)準(zhǔn)。OTG接口的出現(xiàn)極大方便了各種外設(shè)之間的連接。論文通過工程實(shí)踐得出了一種有效的在系統(tǒng)級(jí)芯片(System on Chip，SoC)上集成OTG接口模塊的方案。
　　課題主要來源于一家游戲掌機(jī)開發(fā)公司的芯片研發(fā)項(xiàng)目。為了適應(yīng)高

2、端掌機(jī)市場，該公司的游戲芯片采用先進(jìn)的65nm工藝制程，并且采用低功耗、高性能的Cortex-A8核作為控制核心。論文主要工作是為該游戲芯片集成USB2.0 OTG模塊，并在保證功能與性能的前提下對(duì)該模塊進(jìn)行優(yōu)化以降低模塊功耗。首先研究分析了基于ARM Cortex-A8的游戲芯片系統(tǒng)的架構(gòu)以及USB OTG接口模塊在系統(tǒng)中的位置。然后依據(jù)目前主流的SoC設(shè)計(jì)方法以及課題具體的實(shí)現(xiàn)背景，解決了如何快速有效的在游戲芯片上實(shí)現(xiàn)USB OTG

3、接口模塊。最后在游戲芯片上實(shí)現(xiàn)了USB OTG接口模塊到系統(tǒng)芯片的集成以及對(duì)該模塊的仿真驗(yàn)證與功耗優(yōu)化。
　　論文中通過軟硬件協(xié)調(diào)仿真驗(yàn)證對(duì)系統(tǒng)的USB OTG接口模塊進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果證明該接口模塊在符合USB2.0通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，完成了USB2.0通信。然后又采用了新思科技(Synopsys)的Power Compiler工具對(duì)模塊的功耗進(jìn)行了優(yōu)化。通過門控時(shí)鐘技術(shù)，將模塊中75％的寄存器采用門控時(shí)鐘方式進(jìn)行控制，從而使得

4、與不采用門控時(shí)鐘方式相比模塊動(dòng)態(tài)功耗降低31％。同時(shí)采用多閾值電壓單元庫優(yōu)化技術(shù)對(duì)模塊進(jìn)行綜合優(yōu)化，使整個(gè)電路中77.4％的單元采用高閾值電壓單元實(shí)現(xiàn)，15.5％的單元采用低閾值單元實(shí)現(xiàn)，從而使得與采用單一標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓單元庫相比漏電功耗降低27％，也在一定程度上降低了動(dòng)態(tài)功耗。
　　論文根據(jù)工程實(shí)際需要，利用現(xiàn)有IP實(shí)現(xiàn)了在Cortex-A8游戲芯片上USB OTG接口模塊的集成，并對(duì)模塊的功耗進(jìn)行了優(yōu)化。為系統(tǒng)芯片添加OTG接口