通過(guò)UTMI快速推出USB 2.0方案

　　USB已穩(wěn)坐主流接口寶座，內(nèi)置USB接口的ASIC、集成電路也如雨后春筍般隨著產(chǎn)品創(chuàng)意的衍生而蓬勃發(fā)展。有些IC設(shè)計(jì)公司為了加快產(chǎn)品推出速度，會(huì)選擇向外購(gòu)買前端PHY部分的IP（即USB Transceiver Macrocell），再搭配自行設(shè)計(jì)的后端部分，而UTMI標(biāo)準(zhǔn)接口則是整個(gè)集成過(guò)程中不可或缺的一環(huán)。

    要完成前端與后端集成的設(shè)計(jì)，不難想像在UTM與SIE之間必須有一個(gè)共通的標(biāo)準(zhǔn)接口。此標(biāo)準(zhǔn)接口就稱為UTMI（USB 2.0 Transceiver Macrocel Interface），規(guī)格版本依然是由Intel公司所主導(dǎo)，從2000年起經(jīng)1.0/1.01/1.02/1.03/1.04/ 1.05版的逐步修正，目前遵循的版本是3/29/2001的1.05版，可以通過(guò)下面這個(gè)網(wǎng)站來(lái)取得相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)：www.Intel.com/technology/ usb/spec.htm（圖1）。

    典型的外設(shè)裝置所用的USB控制器，規(guī)格上分為三個(gè)功能方塊。從最前端說(shuō)起，順序?yàn)閁TM（USB 2.0 Transceiver Macrocell）、SIE（SerialInterface Engine），然后是后端的邏輯控制部分（圖2）。

    UTM就是底層的收發(fā)器，負(fù)責(zé)USB總線上協(xié)議與信號(hào)的處理。主要的工作任務(wù)當(dāng)然離不開數(shù)據(jù)的串行化（Serialization）、數(shù)據(jù)的解串（Deserialization）、位填充（Bit Stuffing）、時(shí)鐘恢復(fù)（Clock Recovery）以及達(dá)成同步（Synchronization）等USB接口所規(guī)定的法則。

    UTMI的設(shè)計(jì)有個(gè)原則。依據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率，可以分為支持HS/FS、僅支持FS與支持LS三種。僅采用單一的SIE就足以搭配任何傳輸速率的收發(fā)器。當(dāng)然，SYNC/EOP的產(chǎn)生與檢查也是其職責(zé) 之一。

    對(duì)于HS/FS雙模式的支持，顧名思義就是可以操作在480Mbps的HS模式12Mbps的FS模式下。還要考慮終端阻抗的切換問(wèn)題，因?yàn)橹С諹SB 2.0 HS的外設(shè)有很多機(jī)會(huì)插入傳統(tǒng)USB 1.1的主 機(jī)Host端，甚至傳統(tǒng)的HUB裝置。在僅支持FS與僅支持LS的情況，就沒(méi)有速率選擇的問(wèn)題，也就 無(wú)需存在選擇功用的控制信號(hào)。請(qǐng)注意USB 2.0收發(fā)器是利用“SuspendM”信號(hào)進(jìn)入低功率省電模式（圖3）。

    SIE功能方塊可進(jìn)一步分成控制邏輯與端點(diǎn)（End-point）邏輯部分。USB數(shù)據(jù)交易（Transaction）的打包識(shí)別與順序的狀態(tài)機(jī)（State Machine）就是擔(dān)任控制邏輯的工作，這是操作任何USB接口必要的功能。端點(diǎn)（Endpoint）邏輯部分會(huì)隨著裝置的不同、端點(diǎn)的形式與數(shù)量的差異而有所變化。

描述UTMI信號(hào)

    UTMI的信號(hào)就是該規(guī)格的 精華，規(guī)格上將UTMI的信號(hào)分類來(lái)討論。第一部分就是系統(tǒng)接口信號(hào)：

◆ “CLK”時(shí)鐘輸出信號(hào)，60MHz=HS/FS有8位接口，30MHz=HS/FS有16位接口，48MHz=FS Only有8位接口，6MHz=LS Only有8位接口。 正常時(shí)鐘的準(zhǔn)確度規(guī)定范圍是