题目：USB主机控制器设计与验证

2000年4月，由Intel、Microsoft、NEC、Compaq、Lucent、Phillips等公司共同制订了USB2.0(Universal Serial Bus)传输协议；基于即插即用PnP(Plug And Play)、传输速度快(480Mbps)、可连接多达127个USB设备等优点，USB2.0串行总线接口已经成为PC、数码相机、摄像机、数字电视芯片等电子产品的标准配置接口。作为中国大陆本土开发工作，USB设备控制器的研究已经趋于成熟，很多公司将其作为自主IP广泛应用；但由于USB主机控制器的设计一直是USB系统设计中的难点，成果较少。本课题通过对USB2.0协议的深刻理解，剖析USB主机控制器设计架构，使用Verilog HDL硬件描述语言完成了USB主机控制器的设计，实现了USB串行总线主机端的基本功能。同时系统总线设计为自主研发总线架构，具有协议简单清晰、总线仲裁机制优化、读写数据效率较高等优点。USB主机物理层采用Synopsys公司提供的USB Phy(Physical Layer)，与控制器集成为USB主机。系统逻辑验证工作通过对OVM(Open Verification Methodology)验证方法学基本思想的了解和学习，采用了System Verilog验证语言搭建逻辑验证环境，利用约束随机(Constraint Random)设计验证用例，断言(Assertion)检测总线接口时序，以代码覆盖率(Code Coverage)和功能覆盖率(Fuction Coverage)驱动验证进程，实现对RTL代码的完备验证。最后，本课题完成了系统综合、布局布线后仿真和USB主机控制器FPGA验证，实现与U盘设备的基本通信。