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通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)作为一种简单易用和高速的串行总线,从问世至今,得到了越来越广泛的应用。OTG(On The Go)技术的出现又极大的拓展了 USB的应用领域。在市场的推动下,国内外许多集成电路公司纷纷投入到USB OTG电路的研究和开发中。东南大学苏州集成电路与系统重点实验室自主研发与设计的SEP6210芯片定位为一款物联网、家电控制芯片,而在物联网领域中大部分应用场合对功耗的要求比较严格,因此芯片内部的USB OTG电路应具有较低的功耗。本论文提出了针对物联网控制芯片SEP6210的低功耗USB OTG电路的设计方案,根据USB协议以及OTG补充协议,采用自顶向下的方式首先设计电路的整体框架,然后分模块进行设计,主要设计的模块有:主机控制器模块、OTG控制器模块、DMA控制器模块、BIU接口模块等。论文又通过对集成电路设计中各层级功耗的来源进行了分析,对常用的低功耗技术做了细致的对比,结合USB OTG电路的实际RTL电路,提出并实施了以下三种方案:第一,采用门控时钟技术,在RTL电路级设计全局门控时钟,通过控制寄存器来控制门控信号;第二,将USB工作的主状态机拆分为六个分状态机,结合USB数据包传输的过程,分时开启和关闭分状态机;第三,采用动态电压调频技术,根据系统工作的不同状态合理的调节电压和频率来降低功耗。最终将USB OTG电路通过AHB总线集成到SEP6210芯片,并且进行了系统级的功能仿真、FPGA验证以及功耗分析。通过仿真与验证表明了该电路符合USB 2.0和OTG协议标准。搭建FPGA验证平台对全速主机进行了速度测试,通过对多个优盘速率的测试,全速读写的最高速率为719.15kB/s,平均为618.17kB/s,读写速度测试结果超过了预期指标500kB/s。通过对电路的功耗分析表明,在加入低功耗技术以后,整体功耗由8.329 mW降低到6.324mW,功耗降低了 24.1%。总体说来,本论文中设计的USBOTG电路达到了设计的要求,具备一定的可重用性和可推广性。