UTMI及USB2.0PHY高速传输特性分析VIP免费

UTMI 及USB 2.0 PHY 高速传输特性分析 (2009-2-6 09:23) 转载信息来源于网上，再次作为研发信息记录 1. 概述 USB2.0 利用传输时序的缩短（微帧125us）以及相关的传输技术，将整个传输速度从原来的12Mbps 提高到480Mbps，提高了40 倍的带宽，为开发高宽带USB 接口产品提供条件。USB2.0 支持 USB1.1 的全速（Full Speed）和低速（Low Speed）工作环境，其电气特性在其他文献中有描述[6]，这里主要介绍 USB2.0 高速设备的电气特性以及相关的UTMI 接口规范。UTMI 全称为 USB2.0 Transceiver Macrocell Interface，此协议是针对 USB2.0 的信号特点进行定义的，分为8 位或 16 位数据接口。目的是为了减少开发商的工作量，缩短产品的设计周期，降低风险。此接口模块主要是处理物理底层的USB 协议及信号，可与 SIE 整合设计成一专用ASIC 芯片，也可独立作为PHY 的收发器芯片，下以8 位接口为例介绍 PHY的工作原理及设计特点。 2. UTMI 主要功能及原理 首先，为保证兼容性，PHY 应该支持全速和高速工作模式。为此高速集线器（Root Hub 或Hub） 需要能够检测设备是高速端口还是全速端口，以作相应的速度模式进行工作。因此，信号接口须实现以下功能： l 不同速率接口之间的动态传输 l 高速设备检测（HighSpeed Detection Handshake） l 高速设备断开检测（HS_Disconnect） l 能传输高速/全速差分信号（要求阻抗匹配） l 发送和检测高速包开始信号（SYNC） l 发送和检测高速包结束信号（EOP） l NRZI 编码和位填充（Bit Stuff / Bit Unstuff） l 支持挂起和复位的操作 图1 USB2.0 PHY 功能模块描述框图 图1 描述了UTMI 各个功能模块，其工作原理如下：PHY 从其他转态（如上电、重启或挂起）转换成工作状态后，首先进行高速设备的连接检测（HS Detection Handshake）（后面再详细叙述），检测完毕后切换成相应的工作模式，然后等待主机和设备进行传输数据流。当接收器在 USB 数据线 D＋和 D－检测到由主机发送到设备的信号时，首先对信号进行时钟恢复，得到正确同步信号后再送进缓冲区，通过 NRZI 解码及位反填充后，把串行信号转换成并行信号，最后送到设备 SIE 进行处理。反之，当设备端的 SIE 需要发送数据包时，UTMI 将按照相反的顺序把已编译好的 NRZI 串行数据流通过发送器传输给主机。为了降低功耗，UTMI 支持挂起功能，其工作状态如图2 所示。 图2 ...