USB PHY芯片

小灰灰 2023-02-18 01:43 26阅读 0赞

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEzMjk5Njc_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

参考：

[https://www.zhihu.com/question/51436808][https_www.zhihu.com_question_51436808]

ULPI\_v1\_1

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEzMjk5Njc_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

[https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/SMD/ULPI\_v1\_1.pdf][https_www.sparkfun.com_datasheets_Components_SMD_ULPI_v1_1.pdf]

[http://cross-hair.co.uk/tech-articles/ULPI%20interface.html][http_cross-hair.co.uk_tech-articles_ULPI_20interface.html]

[https://www.beyondlogic.org/usbnutshell/usb3.shtml][https_www.beyondlogic.org_usbnutshell_usb3.shtml]

[https://www.usb.org/documents?search=&tid\_2%5B0%5D=40&items\_per\_page=50][https_www.usb.org_documents_search_tid_2_5B0_5D_40_items_per_page_50]

[https://www.mentor.com/products/ip/usb/usb20otg/phy\_interfaces][https_www.mentor.com_products_ip_usb_usb20otg_phy_interfaces]

[https://www.ti.com/lit/ds/sllse16e/sllse16e.pdf?ts=1592220488191&ref\_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F][https_www.ti.com_lit_ds_sllse16e_sllse16e.pdf_ts_1592220488191_ref_url_https_253A_252F_252Fwww.google.com_252F]

[https://www.techdesignforums.com/practice/technique/usb-3-0-physical-layer/][https_www.techdesignforums.com_practice_technique_usb-3-0-physical-layer]

[https://ip.cadence.com/ipportfolio/ip-portfolio-overview/interface-ip/usb-ip/usb-3-0-phy-2/usb3-ss-phy][https_ip.cadence.com_ipportfolio_ip-portfolio-overview_interface-ip_usb-ip_usb-3-0-phy-2_usb3-ss-phy]

usb3.0

[https://www.eefocus.com/liangziusb/blog/11-12/236193\_34684.html][https_www.eefocus.com_liangziusb_blog_11-12_236193_34684.html]

hs usb2.0

[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/evb3320.pdf][http_ww1.microchip.com_downloads_en_DeviceDoc_evb3320.pdf]

[http://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/AN19.0-Application-Note-DS00002959A.pdf][http_ww1.microchip.com_downloads_en_Appnotes_AN19.0-Application-Note-DS00002959A.pdf]

[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/evb3320user.pdf][http_ww1.microchip.com_downloads_en_DeviceDoc_evb3320user.pdf]

[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00001792E.pdf][http_ww1.microchip.com_downloads_en_DeviceDoc_00001792E.pdf]

opencores

[https://opencores.org/projects/usb1\_funct][https_opencores.org_projects_usb1_funct]

[https://opencores.org/projects/usb][https_opencores.org_projects_usb]

**USB 2.0 Physical**

**USB 2.0 Physical**  **Layer(PHY**

**Layer(PHY** **) Design**

**) Design**

[https://download.csdn.net/download/u011329967/12525215][https_download.csdn.net_download_u011329967_12525215]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEzMjk5Njc_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 低速设备D-上有一个1.5k欧的上拉电阻。 高速和全速设别在D+上有一1.5k欧上拉电阻。 连接后通过检测电压变化来了解设备是否为低速设别。 低速下：D+为“0”，D-为“1”是为“J”状态，“K”状态相反； 全速下：D+为“1”，D-为“0”是为“J”状态，“K”状态相反； 高速同上。 低速下空闲状态为“K”状态；//1.5Mbps 全速下空闲状态为“J”状态；//12Mbps 高速下空闲状态为“SE0”状态；//480Mbps //---------------------------------------------- J态：DP=0，DN=1 K态：DP=1，DN=0 SE0态：DP=0，DN=0 从J到K或者从K到J，信号翻转，说明发送的是信号0；从J到J或从K到K，信号保持不变，说明发送的是信号1。这就是差分信号0/1的发送。 高速设备的J和K相反。 &nbsp; <a href="http://www.cnblogs.com/jiegekaoyan/archive/2010/09/08/1821779.html" rel="nofollow">NRZ与NRZI编码解释</a> RZ 编码（Return-to-zero Code），即归零编码。 在&nbsp;RZ&nbsp;编码中，正电平代表逻辑&nbsp;1，负电平代表逻辑&nbsp;0，并且，每传输完一位数据，信号返回到零电平，也就是说，信号线上会出现&nbsp;3&nbsp;种电平：正电平、负电平、零电平： &nbsp; <img alt="" height="125" src="https://img-blog.csdnimg.cn/20200701093420976.png" width="252"> &nbsp; 从图上就可以看出来，因为每位传输之后都要归零，所以接受者只要在信号归零后采样即可，这样就不在需要单独的时钟信号。实际上，&nbsp;RZ&nbsp;编码就是相当于把时钟信号用归零编码在了数据之内。这样的信号也叫做自同步（self-clocking）信号。 <img alt="" height="115" src="https://img-blog.csdnimg.cn/20200701093446939.png" width="252"> 这样虽然省了时钟数据线，但是还是有缺点的，因为在&nbsp;RZ&nbsp;编码中，大部分的数据带宽，都用来传输“归零”而浪费掉了。 那么，我们去掉这个归零步骤，NRZ&nbsp;编码（Non-return-to-zero Code）就出现了，和&nbsp;RZ&nbsp;的区别就是&nbsp;NRZ&nbsp;是不需要归零的： 这样，浪费的带宽又回来了，不过又丧失宝贵的自同步特性了，貌似我们又回到了原点，其实这个问题也是可以解决的，不过待会儿再讲，先看看什么是&nbsp;NRZI： NRZI&nbsp;编码（Non-Return-to-Zero Inverted Code）和&nbsp;NRZ&nbsp;的区别就是&nbsp;NRZI&nbsp;用信号的翻转代表一个逻辑，信号保持不变代表另外一个逻辑。 USB&nbsp;传输的编码就是&nbsp;NRZI&nbsp;格式，在&nbsp;USB&nbsp;中，电平翻转代表逻辑&nbsp;0，电平不变代表逻辑1： &nbsp; <img alt="" height="209" src="https://img-blog.csdnimg.cn/20200701093510321.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEzMjk5Njc=,size_16,color_FFFFFF,t_70" width="413"> 翻转的信号本身可以作为一种通知机制，而且可以看到，即使把&nbsp;NRZI&nbsp;的波形完全翻转，所代表的数据序列还是一样的，对于像&nbsp;USB&nbsp;这种通过差分线来传输的信号尤其方便~ 现在再回到那个同步问题： 的确，NRZ&nbsp;和&nbsp;NRZI&nbsp;都没有自同步特性，但是可以用一些特殊的技巧解决。比如，先发送一个同步头，内容是&nbsp;0101010&nbsp;的方波，让接受者通过这个同步头计算出发送者的频率，然后再用这个频率来采样之后的数据信号，就可以了。 在&nbsp;USB&nbsp;中，每个&nbsp;USB&nbsp;数据包，最开始都有个同步域（SYNC），这个域固定为&nbsp;0000 0001，这个域通过&nbsp;NRZI&nbsp;编码之后，就是一串方波（复习下前面：NRZI&nbsp;遇&nbsp;0&nbsp;翻转遇&nbsp;1&nbsp;不变），接受者可以用这个&nbsp;SYNC&nbsp;域来同步之后的数据信号。 &nbsp;&nbsp; 此外，因为在&nbsp;USB&nbsp;的&nbsp;NRZI&nbsp;编码下，逻辑&nbsp;0&nbsp;会造成电平翻转，所以接受者在接受数据的同时，根据接收到的翻转信号不断调整同步频率，保证数据传输正确。 但是，这样还是会有一个问题，就是虽然接受者可以主动和发送者的频率匹配，但是两者之间总会有误差。假如数据信号是&nbsp;1000&nbsp;个逻辑&nbsp;1，经过&nbsp;USB&nbsp;的&nbsp;NRZI&nbsp;编码之后，就是很长一段没有变化的电平，在这种情况下，即使接受者的频率和发送者相差千分之一，就会造成把数据采样成&nbsp;1001&nbsp;个或者&nbsp;999&nbsp;个&nbsp;1了。 USB&nbsp;对这个问题的解决办法，就是强制插&nbsp;0，也就是传说中的&nbsp;bit-stuffing，如果要传输的数据中有&nbsp;7&nbsp;个连续的&nbsp;1，发送前就会在第&nbsp;6&nbsp;个&nbsp;1&nbsp;后面强制插入一个&nbsp;0，让发送的信号强制出现翻转，从而强制接受者进行频率调整。接受者只要删除&nbsp;6&nbsp;个连续&nbsp;1&nbsp;之后的&nbsp;0，就可以恢复原始的数据了。 &nbsp; 既然说编码，那就顺便把另一种极常用的编码也说一下把：曼彻斯特编码 曼彻斯特（&nbsp;Manchester&nbsp;）码是一种双相码。用高电平到低电平的转换边表示&nbsp;0&nbsp;，而用低电平到高高电平的转换边表示&nbsp;1&nbsp;。 注：以上关于电平的表示，具体环境或者不同教材给出的规定可能不同，但是原理相同！ &nbsp; 低速设备： J态：DP=0，DN=1 K态：DP=1，DN=0 SE0态：DP=0，DN=0 从J到K或者从K到J，信号翻转，说明发送的是信号0；从J到J或从K到K，信号保持不变，说明发送的是信号1。这就是差分信号0/1的发送。 高速设备的J和K相反 &nbsp; </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEzMjk5Njc_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200615100305756.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEzMjk5Njc=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[https_www.zhihu.com_question_51436808]: https://www.zhihu.com/question/51436808
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEzMjk5Njc_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200615192329299.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEzMjk5Njc=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[https_www.sparkfun.com_datasheets_Components_SMD_ULPI_v1_1.pdf]: https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/SMD/ULPI_v1_1.pdf
[http_cross-hair.co.uk_tech-articles_ULPI_20interface.html]: http://cross-hair.co.uk/tech-articles/ULPI%20interface.html
[https_www.beyondlogic.org_usbnutshell_usb3.shtml]: https://www.beyondlogic.org/usbnutshell/usb3.shtml
[https_www.usb.org_documents_search_tid_2_5B0_5D_40_items_per_page_50]: https://www.usb.org/documents?search=&tid_2%5B0%5D=40&items_per_page=50
[https_www.mentor.com_products_ip_usb_usb20otg_phy_interfaces]: https://www.mentor.com/products/ip/usb/usb20otg/phy_interfaces
[https_www.ti.com_lit_ds_sllse16e_sllse16e.pdf_ts_1592220488191_ref_url_https_253A_252F_252Fwww.google.com_252F]: https://www.ti.com/lit/ds/sllse16e/sllse16e.pdf?ts=1592220488191&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F
[https_www.techdesignforums.com_practice_technique_usb-3-0-physical-layer]: https://www.techdesignforums.com/practice/technique/usb-3-0-physical-layer/
[https_ip.cadence.com_ipportfolio_ip-portfolio-overview_interface-ip_usb-ip_usb-3-0-phy-2_usb3-ss-phy]: https://ip.cadence.com/ipportfolio/ip-portfolio-overview/interface-ip/usb-ip/usb-3-0-phy-2/usb3-ss-phy
[https_www.eefocus.com_liangziusb_blog_11-12_236193_34684.html]: https://www.eefocus.com/liangziusb/blog/11-12/236193_34684.html
[http_ww1.microchip.com_downloads_en_DeviceDoc_evb3320.pdf]: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/evb3320.pdf
[http_ww1.microchip.com_downloads_en_Appnotes_AN19.0-Application-Note-DS00002959A.pdf]: http://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/AN19.0-Application-Note-DS00002959A.pdf
[http_ww1.microchip.com_downloads_en_DeviceDoc_evb3320user.pdf]: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/evb3320user.pdf
[http_ww1.microchip.com_downloads_en_DeviceDoc_00001792E.pdf]: http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00001792E.pdf
[https_opencores.org_projects_usb1_funct]: https://opencores.org/projects/usb1_funct
[https_opencores.org_projects_usb]: https://opencores.org/projects/usb
[https_download.csdn.net_download_u011329967_12525215]: https://download.csdn.net/download/u011329967/12525215
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEzMjk5Njc_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210613083730322.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEzMjk5Njc=,size_16,color_FFFFFF,t_70