UTMI接口研究.ppt

1 2020 2 10 UTMI接口研究 终端项目部 阎磊2006年10月 2 2020 2 10 系统功能简介模块功能工作时序系统位置与低功耗USB的关系 目录 3 2020 2 10 UTMI接口在系统中的位置 USB2 0TransceivermacrocellInterface 通用宏接口 4 2020 2 10 UTMI是一个具有通用性的接口 完成所有USB2 0设备都要完成的通用数字信号处理 其核心功能 是把数据从主机发送的时钟域 切换到设备接收处理的时钟域 以便后的数据处理 同时完成串并转换 降低总线时钟速率 把设备和主机之间的串行通信切换到设备内部的并行通信 为后面逻辑层中频处理提供了可能 由于逻辑层因设备而异通常用rtl级的hdl来实现 频率太高会带来综合的困难 并行速率最高60M 480 8 UTMI接口的涵义和主要作用 5 2020 2 10 UTMI接口的涵义和主要作用 具体函数功能 1 时钟的恢复 采样时钟的恢复 即时钟和数据的分离和提取 2 同步序列SOP EOP信号的检测和产生 3 数据流的NRZI编码与解码 4 填充位的插入和剔除 5 串并转换与并串转换 6 填充位错误 EOP错误的检测 7 支持暂停模式 高速模式 Reset Resume模式 测试模式等的检测 6 2020 2 10 内部函数模块图 7 2020 2 10 数据速率 时钟速率 采样有效时钟 数据速率 在数据发出之前 内部的串行数据速率基本上和所选取的工作模式数据速率一致 在UTMI模块内除了出口部分是并行数据内部数据全部串行传输 高速 480M 全速12M 低速1 5M在剔除填充位后 实际速率会略有下降 只是填充位的采样时钟被屏蔽掉了 rx valid 8 2020 2 10 数据速率 时钟速率 采样有效时钟 时钟速率 时钟速率是本地晶振倍频得到的 是本地处理时钟的基本来源 在数据提取时 本地采样时钟频率要大于等于数据的频率 采样有效时钟 没有被rxvalid和txvalid屏蔽掉的有效时钟沿 9 2020 2 10 模块 clockmultiplier 倍频模块 从本地晶振 倍频出采样时钟 对应不同的工作方式 倍频器产生不同的倍频系数 UTMI有三种工作模式 高速 全速 全速 only 低速 only 高速 全速 输出60M的处理时钟 对于高速1字节占用一个时钟周期 对于全速40个时钟周期对应一个字节 全速 only 输出48M时钟 一字节占用32个时钟周期 低速 only 输出6M时钟 一字节占用32个时钟周期 对于一字节占用多个时钟周期的情况其有效采样沿用rx valid和tx ready标识 时序如下 10 2020 2 10 模块 clockmultiplier 11 2020 2 10 模块 HSDLL always posedgeclk rxd s0 rxd always posedgeclk rxd s1 rxd s0 always posedgeclk AvoiddetectingLineGlitchesandnoiseif rxd s0 同步数据提取是用更高速率的采样时钟 实现上用4倍采样 移位积存采样值 同1为1 同0为0 相异不是合理采样点 通过高速采样时钟和移位寄存器实现 12 2020 2 10 模块 elasticitybuffer 这个缓存用来补偿 发送时钟和接收时钟 接收时钟的最大误差500ppm 这个时钟误差在高速时引起 最长包情况下计数误差为12比特 用一个深度为24比特 门限值设在中间的Fifo来实现 当时钟在误差允许范围之内时 fifo即使在连续发送最长包的情况下仍可以用乒乓球的逻辑搬移数据 补偿时钟缓存 而当时钟误差超过500ppm 则一包溢出超过门限值 在系统内报时钟错误 13 2020 2 10 模块 mux NRZIdecoder bitunstuffer Mux 这是个路由选择模块 选通高速数据还是全速数据由工作模式决定 NRZIdecoder 不归零码解码 bitunstuffer 剔除填充比特 带来数据速率降低 14 2020 2 10 模块 rx shift regrx hold reg receivestatemachine 用移位积存器实现串并转换 并用缓存器暂存并行数据 15 2020 2 10 模块 transmitstatemachine 16 2020 2 10 总体封装图 17 2020 2 10 低功耗USB与USB2 0的关系 18 2020 2 10 低功耗USB与USB2 0的关系 标准USB2 0UTMI接口 时钟的恢复 采样时钟的恢复 即时钟和数据的分离和提取 同步序列SOP EOP信号的检测和产生 数据流的NRZI编码与解码 填充位的插入和剔除 串并转换与并串转换 填充位错误 EOP错误的检测 支持暂停模式 高速模式 Reset Resume模式 测试模