USB arayüz için fiziksel katman tasarımı

Abstract

USB (Universal Serial Bus) son birkaç yılda oldukça hızlı gelişen ve yayılan yeni bir haberleşme protokolüdür. Böyle bir sistemin geliştirilmesindeki amaç, tek bir bağlantı yapısı kullanılarak pek çok çevresel birimin bir sunucuya bağlanabilmesini sağlamak ve farklı bağlantı yapılarının getirdiği sorunları ortadan kaldırmaktır. Kolay kullanıma sahip oluşu, kurulum ve ayar işlemleri ile uğraşılmaması, hızlı oluşu, özellikle ses ve görsel uygulamalarda kullanılabilmesi, esnek oluşu, çok çeşitli çevresel birimlerin aynı arayüzü kullanabilmeleri, ucuz oluşu, bağlantı elemanlarının ve arayüz chiplerinin fiyatının pahalı olmaması, otomatik kuruluma sahip olması ve işletim sistemi tarafından desteklenişi ve bunlar gibi daha pek çok özellik, USB 'yi diğer haberleşme protokolleri karşısında avantajlı hale getirmiştir ve bu protokolün hızlı gelişmesini sağlamıştır. Bu tezde, ITU ETA ASIC Tasarım Merkezinde yürütülmüş olan USB Arayüz Projesinin iki ana alt bloğundan biri olan Fiziksel Katman Tasarımı sunulmuştur. Fiziksel Katman, bir USB sunucu ile USB Arayüzün diğer ana alt bloğu olan Protokol Katmanı arasında yer alır. Görevi, sunucudan veriyi alıp lojik gerilim seviyelerine çevirdikten sonra Protokol Katmanına iletmek, Protokol Katmanından aldığı veriyi USB standartlarına çevirip sunucuya göndermektir. Fiziksel Katman verinin içerdiği bilgi ile ilgilenmez sadece Protokol Katmanı için ham veriyi elde eder ya da tam tersini yani ham veriyi standardına çevirir. Tasarım, USB 1.1 spesifikasyonları doğrultusunda Verilog HDL tanımlama dili kullanılarak yapılmıştır. Tasarım programı olarak Cadence DFII (Design Framework II) ve onun simülatörü Verilog XL kullanımıştır. Yapılan simülasyonlar ile test modüllerinin doğruluğu ve güvenilirliği sınanmıştır.