【摘 要】
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USB总线因其使用方便,速度快等特点,在外设接口中得到了广泛的应用。USB3.0的传输速度远快于USB2.0,而当今采用USB3.0接口的外设种类并不多。随着SoC芯片规模不断地扩大,芯片
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USB总线因其使用方便,速度快等特点,在外设接口中得到了广泛的应用。USB3.0的传输速度远快于USB2.0,而当今采用USB3.0接口的外设种类并不多。随着SoC芯片规模不断地扩大,芯片的功耗问题也日益严重。如何降低功耗已经成为IC设计者的关注点。本文针对USB3.0设备单芯片设计,提出了一种灵活、可配置的低功耗USB3.0设备控制器架构和面向SoC集成的IP核设计方法。该控制器支持系统总线可配、物理层接口可配、端点属性可配、缓冲可配以及低功耗策略可配,提高了IP的可重用性。采用门控时钟和门控电源进行低功耗设计,通过对非工作状态逻辑进行时钟屏蔽以减少其动态功耗；通过关断USB控制器电源最大可能地降低挂起模式下的静态功耗。控制器硬件实现表明其多种架构配置在面积成本上的差异性。实验结果表明,使用门控时钟技术,控制器在U0状态的动态功耗减少了50%,在U1/U2/U3状态的动态功耗都得到了有效的降低；使用门控电源后,控制器在挂起模式下总功耗减少了95.5%。
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