信息网络正在朝着无所不在的泛在网络方向发展,兼容移动通信、蓝牙、全球定位、无线局域网等多种协议并具备导航定位、自组织、大规模无线通信网络功能的无线通信So C芯片,将是未来网络建设的核心基础设施。而在So C芯片的高速接口中,相较于USB接口和PCI/PCIE接口,SDIO接口不仅实现相对简单,且能够满足移动设备的低功耗需求,因而得到了十分广泛的应用。本文结合一款兼容多种通信协议、面向泛在网络的无线通信So C芯片的实际需求,设计了一款SDIO主机/设备控制器,该控制器的最大特点是可以工作于主机模式和设备模式,从而能够灵活的与其它主机/设备进行通信。本文在深入研究了SDIO相关协议及ASIC设计中常用电路的基础上,结合设计要求,完成了SDIO主机/设备控制器的整体结构设计和子模块划分。根据工作的时钟域不同,将子模块分别划分在AHB时钟域单元、SD时钟域单元、跨时钟域单元。在AHB时钟域单元中,重点为AHB从机接口设计了通用的寄存器读写时序,以方便控制器的移植和维护。为DMAC配置模块设计了突发传输策略,以使传输速度最大化;在SD时钟域单元中,重点设计了主机模式和设备模式的命令/响应的状态机和数据传输的状态机,以使SDIO主机/设备控制器实现工作模式的切换;在跨时钟域单元中,提出了一种简易的双向异步FIFO设计方法,该异步FIFO在传统的异步FIFO基础上增加了一套读写指针和一个传输方向控制信号,实现了数据的双向传输。本文采用软硬件协同验证技术对SDIO主机/设备控制器进行了验证:在Modelsim上完成了虚拟原型验证,在台湾友晶公司的DE4开发板上完成了FPGA原型验证。验证结果表明,控制器工作正常,符合设计要求。主机模式最高工作频率为40MHz,最高读写速度分别为14.922MB/s和13.534MB/s。设备模式最高工作频率为48MHz,最高读写速度分别为17.548MB/s和16.051MB/s。