Трансивер USB3300 стандарта USB 2.0 Hi-Speed
Оглавление
02 апреля 2007, 19:01  

Трансивер USB3300 стандарта USB 2.0 Hi-Speed


.

Высокоскоростной USB 2.0 OTG-трансивер с ULPI-интерфейсом от компании SMSC

Общее описание: USB3300 высокоскоростной USB2.0 трансивер позволяет работать в индустриальном диапазоне температур. USB3300 использует интерфейс с малым количеством выводов (ULPI интерфейс). ULPI интерфейс сокращает количество выводов с 54 до 12, использую метод передачи сигналов внутри основной полосы и передачу байта состояния между физическим уровнем приемопередатчика и уровнем линка. Физический уровень изначально разработан с ULPI интерфейсом. Такая структура окружения UTMI к ULPI позволяет получить плавный переход от ULPI к линк интерфейсу. В результате физический уровень трансивера имеет низкое время ожиданияя приема-передачи. ULPI интерфейс позволяет USB3300 использовать как хост или как равноправное устройство (OTG). Позже планируется использовать USB3300 как устройство, к которому можно добавить хост или OTG без дополнительных выводов. ULPI интерфейс в комбинации с технологиями компании SNSC дает хорошую возможность добавить Hi-Speed USB в новую разработку. И наконец в USB3300 интегрированны DP и DM согласующие резисторы, что минимизирует количество внешних элементов.

Типовая схема подключения

ULPI интерфейс содержит 12 выводов. 8 двунаправленных выводов для передачи данных, 3 вывода контроля и один вывод clockout на 60 MHz. Использую все 12 выводов ULPI интерфейс поддерживает весь диапазон уровней UTMI+, как показано на рисунке 1.2. Это позволяет работать USB3300 как HS, FS перефирийные устройства и как HS, FS, LS хост. Также USB3300, как опция, полностью поддерживает OTG (One-The-Go) протокол. One-The-Go позволяет функционировать USB3300 как хост или перефирийное устройство, управляемое софтом. Например мобильный телефон может соединяться с компьютером для обмена информацией как перефирийное устройство, или соединяться с принтером как хост для печатанья фотографий. И наконец OTG может действовать как устройство, соединенное с другим OTG для обмена информацией. Все эти соединентия поддерживаются низкопрофильным мини-AB USB коннектором. Ко всему вышесказаному USB3300 позволяет минимизировать энергопотери, а как следствие увеличить продолжительность службы батарей в переносных устройствах.

Особенности ULPI интерфейса при взаимодействии с UTMI+ (рис. 1.2)

USB3300 высокоинтегрированное устройство на физическом уровне, включает в себя Hi-Speed USB2.0 PHY с ULPI интерфейсом. Ниже приведена общая блок-схема устройства. Более подробное описание архитектуры устройства и кажного функционального узла можно узнать из документации в формате PDF на сайте производителя.

Описание выводов: USB3300 выпускается в 32-pin QFN корпусе размером 5 x 5 x 0.9 mm. Ниже приведена схема расположения выводов.

Описание выводов:
Pin Наименование Тип Активный уровень Описание
1 GND Ground Не определен Ground
2 GND Ground Не определен Ground
3 CPEN Выход CMOS Высокий Выход питания 5 вольт. Используется для питания внешних устройств, может быть свободным от перефирийных усстройств.
4 VBUS I/O Analog Не определен VBUS pin USB кабеля. Вывод используется для сравнения входного и напряжения пульсаций Vbus во время сессии обмена протокола
5 ID Input, Analog Не определен ID pin USB кабеля. Для non-OTG приложений вывод не используется и остается свободным. Для A-device ID=0, для B-device ID=1
6 VDD3.3 Power Не определен Напряжение питания 3.3 В. Необходим гасящий конденсатор 0.1 мкФ между этим выводом и общим проводом на печатной плате.
7 DP I/O Analog Не определен D+ pin USB кабеля.
8 DM I/O Analog Не определен D- pin USB кабеля.
9 RESET Input, CMOS Высокий Сигнал сброса RESET. Аналогичен записи в UPLI Reset по адресу 04h,bit 5. Не сбрасывает при этом установки регистра UPLI. Сигнал должен быть синхронизирован с CLKOUT. Вывод включает согласующий резистор. Если вывод не используется, то остается свободным или соединяется с GND (рекомендуется)
10 EXTVBUS Input, CMOS Высокий Внешний Vbus детектор. Сединяется с внешним выходом питания или компаратором внешнего USB устройства. Вывод включает согласующий резистор.
11 NXT Output, CMOS Высокий NXT - управляет передачей данных от Link к PHY. Когда Link посылает данные к PHY NXT отмечает что байт был принят, в следующий цикл Link размещает следующий байт
12 DIR Output, CMOS Не определен Контроль направления передачи данных. Когда PHY передает данные Link DIR hight управляет шиной данных, когда такой передачи данных нет DIR low и шина данных ожидает команду от Link.
13 STP Input, CMOS Высокий STP - управляет передачей данных от Link к PHY. Если Link посылает данные к PHY STP отмечает последний байт данных в предыдущем цикле. STP также включает интерфейс защиты.
14 CLKOUT Output, CMOS Не определен Сигнал 60 Мгц. Все ULPI сигналы синхронизируются с ним.
15 VDD1.8 Power Не определен Выход с регулятора 1.8 В для питания CMOS. Необходим гасящий конденсатор 0.1 мкФ между этим выводом и общим проводом на печатной плате. Соединяется с выводом 26
16 VDD3.3 Power Не определен Напряжение питания 3.3 В. Необходим гасящий конденсатор 0.1 мкФ между этим выводом и общим проводом на печатной плате.
17 DATA7 I/O CMOS Не определен 8-bit двунаправленная шина данных. Управление определяется сигналом DIR. Link и PHY начинают передачу данных в случае наличия отличных от нулевых данных на шине. ULPI определяет временные рамки передачи данных в соответствии с CLKOUT
18 DATA6 I/O CMOS Не определен
19 DATA5 I/O CMOS Не определен
20 DATA4 I/O CMOS Не определен
21 DATA3 I/O CMOS Не определен
22 DATA2 I/O CMOS Не определен
23 DATA1 I/O CMOS Не определен
24 DATA0 I/O CMOS Не определен
25 VDD3.3 Power Не определен Напряжение питания 3.3 В. Необходим гасящий конденсатор 0.1 мкФ между этим выводом и общим проводом на печатной плате.
26 VDD1.8 Power Не определен Выход с регулятора 1.8 В для питания CMOS, соединяется с выводом 15. Необходимо рядом с выводом разместить конденсатор 4.7 мкФ и соеденить его с общим проводом на печатной плате.
27 XO Output, Analog Не определен Кварц на 24 Мгц для внутренего генератора. Если используется внешний генератор вывод остается свободным.
28 XI Input, Analog Не определен Кварц на 24 Мгц для внутренего генератора. К этому выводу можно подсоеденить внешний источник 24 Мгц
29 VDDA1.8 Power Не определен Выход с регулятора 1.8 В для питания Analog. Необходимо рядом с выводом разместить параллельно конденсатор 4.7 мкФ и 0.1 мкФ и соеденить их с общим проводом на печатной плате.
30 VDD3.3 Power Не определен Напряжение питания 3.3 В для питания Analog. Необходим гасящий конденсатор 0.1 мкФ между этим выводом и общим проводом на печатной плате.
31 REG_EN I/O CMOS Не определен Включение встроеного регулятора напряжения. Для запуска регулятора должен быть соединен с выводом 30. Если регулятор не задействован, должен быть соединен с GND. Если регулятор не задействован, VDDA1.8 и VDD1.8 должны быть соеденены между собой.
32 RBIAS CMOS, Analog Не определен Внешний резистор смещения 12 кОм ±1%
- GND plag Ground Не определен Эта площадка должна быть соединена с GND
Эксплуатационные характеристики:
Предельные значения
Параметр Символ Условия min typ max Ед. изм.
Максимальное значение (по отношению к GND) VBUS, ID, EXTVBUS, DP, DM Vmax_5V   -0.5   5.5 V
Максимальное значение (по отношению к GND) VDDA1.8 и VDD1.8 Vmax_1.8V   -0.5   2.5 V
Максимальное значение (по отношению к GND) напряжения питания 3.3V Vmax_3.3V   -0.5   4.0 V
Максимальное значение (по отношению к GND) напряжения I/O Vmax_IN   -0.5   4.0 V
Температура окружающей среды Tmax_OP   -40   +85 °C
Температура хранения Tmax_STG   -55   +150 °C
ESD характеристика для всех выводов VHBM Допускается соприкосновение с человеческим телом ±8     kV
LATCH-UP характеристика для всех выводов VLATCH-UP EIA/JESD 78, Class II 150     mA
Рекомендованные рабочие значения
VDD3.3 по отношению к GND VDD3.3   3.0 3.3 3.6 V
Входное напряжение на цифровых выводах VI   0.0   VDD3.3 V
Напряжение на аналоговых I/O выводах VI( I/O)   0.0   VDD3.3 V
VBUS по отношению к GND VVBUS   0.0   5.25 V
Температура окружающей среды TA   -40   +85 °C
Электрические характеристики (выводы питания) при стандартных условиях
Параметр Символ Условия typ max Ед. изм.
Ток в неопределенном состоянии устройства IAVG(UCFG) Состояние не определено Такой же, как в состоянии покоя mA
Ток покоя FS 3.3V IAVG(FS33) FS в состоянии покоя, нет приема-передачи данных 18.8 21.9 mA
Ток покоя FS 1.8V IAVG(FS18) FS в состоянии покоя, нет приема-передачи данных 36.4 43.2 mA
Ток передачи FS 3.3V IAVG(FSTX33) FS во время передачи данных 36.0 41.6 mA
Ток передачи FS 1.8V IAVG(FSTX18) FS во время передачи данных 36.8 43.2 mA
Ток приема FS 3.3V IAVG(FSRX33) FS во время приема данных 22.5 27.0 mA
Ток приема FS 1.8V IAVG(FSRX18) FS во время приема данных 36.7 43.4 mA
Ток покоя HS 3.3V IAVG(HS33) HS в состоянии покоя, нет приема-передачи данных 22.1 25.4 mA
Ток покоя HS 1.8V IAVG(HS18) HS в состоянии покоя, нет приема-передачи данных 38.7 45.6 mA
Ток передачи HS 3.3V IAVG(HSTX33) HS во время передачи данных 25.4 29.0 mA
Ток передачи HS 1.8V IAVG(HSTX18) HS во время передачи данных 39.1 46.2 mA
Ток приема HS 3.3V IAVG(HSRX33) HS во время приема данных 23.0 26.6 mA
Ток приема HS 1.8V IAVG(HSRX18) HS во время приема данных 39.6 46.8 mA
Режим энергосбережения 3.3V IDD(LPM33) Резисторы смещения на VBUS выключены 59.4   uA
Режим энергосбережения 1.8V IDD(LPM18) Резисторы смещения на VBUS выключены 25.5   uA
Электрические характеристики
Параметр Символ Условия min typ max Ед. изм.
Время восстановления CLKOUT после остановки TSTART     2.25 3.5 ms
Электрические характеристики (Logic pin)
Низкий уровень входного сигнала VIL   VSS   0.8 V
Высокий уровень входного сигнала VIH   2.0   VDD3.3 V
Низкий уровень выходного сигнала VOL IOL=8 mA     0.4 V
Высокий уровень выходного сигнала VOH IOH=-8 mA VDD3.3-0.4     V
Входной ток утечки ILI       ±10 uA
Емкость выводов Cpin       4 pF
Электрические характеристики (Analog I/O pin, DP/DM)
Входные уровни, FS
Дифференциальный прием, входная чувствительность VDIFS |V(DP)-V(DM)| 0.2     V
Дифференциальный прием, синфазный сигнал VCMFS   0.8   2.5 V
Single-ended прием, низкий уровень входного сигнала VILSE       0.8 V
Single-ended прием, высокий уровень входного сигнала VIHSE 2.0       V
Single-ended прием, гистерезис VHYSSE   0.050   0.150 V
Выходные уровни, FS
Низкий уровень выходного напряжения VFSOL Pull-up (to VDD) DP резистор RL=1.5 k     0.3 V
Высокий уровень выходного напряжения VFSOH Pull-down (to GND) DP, DM резистор RL=15 k 2.8   3.6 V
Завершение работы
Полное выходное сопротивление для HS и FS ZHSDRV Драйвер в устойчивом состоянии 40.5 45 49.5 Ù
Полное входное сопротивление ZINP TX, RPU не задействованы 1    
Полное сопротивление на pull-up резисторе ZPU Шина bus не работает 0.900 1.24 1.575
ZPURX Работает на прием 1.425 2.26 3.09
ZPD   14.25 15.0 15.75
Входные уровни, HS
Дифференциальный прием, входная чувствительность VDIHS |V(DP)-V(DM)| 100     mV
Передача данных, синфазный сигнал VCMHS   -50   500 mV
Определение порога шумоподавления VHSSQ Порог шумоподавления     100 mV
  Порог возникновение шумов 150     mV
Выходные уровни, HS
Низкий уровень выходного напряжения (DP/DM связаны с GND) VHSOL Нагрузка 45 Ω -10   10 mV
Высокий уровень выходного напряжения (DP/DM связаны с GND) VHSOH Нагрузка 45 Ω 360   440 mV
Уровень IDLE выходного напряжения (DP/DM связаны с GND) VOLHS Нагрузка 45 Ω -10   10 mV
Линейно частотно-модулированный сигнал J, выходной уровень VCHIRPJ HS согласующий резистор отключен .Pull-up (нагрузочный) резистор включен. Нагрузка 45 Ω 700   1100 mV
Линейно частотно-модулированный сигнал K, выходной уровень VCHIRPK HS согласующий резистор отключен .Pull-up (нагрузочный) резистор включен. Нагрузка 45 Ω -900   -500 mV
Ток утечки в выключенном состоянии ILZ       ±10 uA
Входная емкость выводов CIN PIN to GND   5 10 pF
Динамические характеристики аналоговых I/O выводов: Время нарастания FS сигнала (TFSR) и время спада FS сигнала (TFFF) при емкости нагрузки 50 pF находится в пределах от 4 до 20 ns. Минимальное время нарастания (THSR) и спада (THSF) HS сигнала составляет 500 ps. Форма сигнала при этом должна соответствовать USB2.0 спецификации.
OTG электрические характеристики
Параметр Символ Условия min typ max Ед. изм.
Граничное значение SessEnd VSessEnd   0.2 0.5 0.8 V
Граничное значение SessVld VSessVld   0.8 1.4 2.0 V
Граничное значение VBUSVld VVBUSVld   4.4 4.58 4.75 V
VBUS Pull-up RVBUSPu VBUS to VDD3.3 281 340   Ù
VBUS Pull-down RVBUSPd VBUS to GND 656 850   Ù
VBUS импеданс RVBUS VBUS to GND 40 75 100
ID pull-up сопротивление RIDpull-up IDpull-up=1 80 100 120
RID IDpull-up=0 1    
STP pull-up сопротивление RSTP Защита интерфейса выключена 240 330 600
Электрические характеристики регулятора напряжения: Напряжение на выводе VDDA1.8 во включенном состоянии (SuspendM=1) имеет типовое значение 1.8 V (1.6V - минимальное, 2.0V - максимальное). В выключенном сосоянии (SuspendM=0) VDDA1.8=0. Номинальное напряжение VDD1.8 составляет 1.8 V (1.6V и 2.0V соответственно минимальное и максимальное)

Архитектура устройства (ниже представлена упрощенная блок-схема) и подробное описание каждого функционального узла доступно на в формате PDF на сайте производителя

Руководство по применению. На рисунке ниже приведена стандартная схема применения, более подробное описание Aplication notes приведено в формате PDF здесь. Описание отладочной платы и средств также доступный на сайте SMSC.

Типовая схема применения

[197] [198] [199] [200] [201] [202] [203] [204] [205] [206]
август 2019 г.
пн вт ср чт пт сб вс
1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 31

сентябрь 2019 г.
пн вт ср чт пт сб вс
1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 26 27 28 29
30

октябрь 2019 г.
пн вт ср чт пт сб вс
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31

ноябрь 2019 г.
пн вт ср чт пт сб вс
1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30

декабрь 2019 г.
пн вт ср чт пт сб вс
1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 26 27 28 29
30 31


Page created in 0.02707 seconds