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随着数码相机技术和微电子技术的发展,数码相机已经由过去的多芯片系统演变到了单芯片系统.研究数码相机片上系统对于提高数码相机质量和性能有着重要意义.常规的数码相机片上系统包括RISC嵌入式微控器,DSP,JPEG引擎,存储器和外设接口.微控器、存储器、外设接口构成了数码相机芯片的硬件平台,这也是数码相机芯片软件系统的基础.研究数码相机芯片的硬件设计对构造一个数码相机片上系统具有重要的意义.其中,外设接口提供了数码相机与外界通信的渠道,由于数码相机的特定用途,他与外部设备交换数据最频繁的就是PC机,而使用最频繁的外设接口也就是USB接口.USB是一种工业标准,它支持可靠高速的串行传输.目前比较常用的有两种传输速率,一种是低速1.5Mbps,另一种是全速12Mbps.数码相机一般工作于全速模式,USB采用NRZI编码方式和CRC检校手段.研究USB传输协议可以看出,USB的传输是基于包的传输,上层事务处理格式可以由不同的信息包组合来完成,这给硬件完成USB协议转换提供了方便.根据上述特点,我们可以把USB协议结构分为两层,第一层是信息包层,负责将USB总线上的串行NRZI码解读出来并封装成包或者将发送的数据包翻译成NRZI码,第二层是事务处理层,通过解读出来的或者要发送数据包内容触发状态机,进行事务处理过程.该文的主要工作是利用上述分析把USB以硬件形式实现,并将USB与微控器融合为一个整体.利用前面的思路,并结合SOC的设计方法.使用可编程器件来做载体.设计中把USB体系分为了4个模块,分别完成系统协议转换和USB系统与微控器之间的传输控制.这些模块均由Verilog HDL语言编写,利用MaxplusII仿真通过,并验证能够完成预想的各项功能.整个USB系统仅占用了3万门左右的逻辑资源,这为实现一个尽可能精简的数码相机片上系统提供了可能.该论文是广东省攻关项目"数码相机核心技术研究及其SOC开发"的一部分.