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USBN9602 (通用串行总线)全速功能控制器, DMA支持
1998年11月
USBN9602 (通用串行总线)
全速功能控制器, DMA支持
1.0概述
该USBN9602是一个集成的USB节点控制器的COM
兼容的USB规范版本1.0和1.1 。
集成到单个IC中是必需的USB传输
ceiver具有一个3.3V稳压器,媒体存取控制器,
USB端点( EP )的FIFO ,一个多功能的8位并行接口
脸, MICROWIRE / PLUS 接口和时钟发生器
器。共有7 FIFO缓冲器支持不同的USB
消息:一个双向FIFO为强制性CON-
控制端点EP0和六个FIFO额外6 unidi-
rectional端点管线,支持USB中断,批量和
同步数据传输。 8位并行接口支持
端口复用和非复样式的CPU
地址/数据总线。可编程中断输出
方案允许不同的中断设备配置
信令要求。
框图
CS
RD
WR
A0/ALE
D [ 7:0] / AD [7 :0]的
INTR
模式[1:0 ]
RESET
微控制器接口
VCC
GND
端点/控制的FIFO
控制
状态
48兆赫
振荡器
XIN
XOUT
EP2
EP4
Endpoint0
EP6
RX
TX
时钟
发电机
CLKOUT
EP1
EP3
SIE
媒体访问控制器
(苹果)
物理层接口
( PHY)的
时钟
恢复
USB事件
检测
V3.3
收发器
EP5
VREG
AGND
D+
D-
上游端口
三州
是美国国家半导体公司的注册商标。
MICROWIRE / PLUS
和MICROWIRE
是美国国家半导体公司的商标。
1998年美国国家半导体公司
www.national.com
2.0特性
s
s
s
s
s
s
全速USB设备节点
USB收发器
3.3V信号电压稳压器
48 MHz振荡器电路
可编程时钟发生器
串行接口引擎,由物理层在 -
terface (PHY)和媒体访问控制器(MAC) ,USB
1.0规格兼容
控制/状态寄存器连接文件
USB功能控制器与七个基于FIFO的端值
要点:
- 一个双向控制端点0 ( 8个字节)
- 三个发送端点(2 * 32 1 * 64字节)
- 三个接收端点(2 * 32 1 * 64字节)
8位并行接口与两个可选的模式:
- 非复用
- 复用(英特尔兼容)
DMA支持并行接口
MICROWIRE / PLUS 接口
28引脚SO封装
s
s
s
s
s
s
2
www.national.com
目录
1.0
2.0
3.0
概述。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 1
特色: 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 2
设备概述。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 4
3.1
收发器。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 4
3.2
稳压器( VREG ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 4
3.3
串行接口引擎( SIE ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 4
3.4
端点/控制FIFO中。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 4
3.5
微控制器接口。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。五
连接图。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。五
引脚说明。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 6
并行接口。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 9
6.1
非复用模式。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 9
6.2
复用模式。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 10
DMA支持。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 12
MICROWIRE / PLUS接口。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 13
设备的功能状态。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 16
9.1
停业。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 16
9.2
远程恢复。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 16
9.3
USB恢复运行。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 16
9.4
功能状态转换。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 16
端点操作。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 18
10.1发送和接收端点的FIFO 。 。 。 。 。 。 。 。 18
10.2双向控制端点FIFO0操作。 19
10.3发送端点FIFO操作( TXFIFO1 ,
TXFIFO2 , TXFIFO3 ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 19
10.4接收端点FIFO操作( RXFIFO1 ,
RXFIFO2 , RXFIFO3 ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 20
10.5编程模型。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 21
寄存器组。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 23
11.1主控制寄存器( MCNTRL ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 23
11.2时钟配置寄存器( CCONF ) 。 。 。 。 。 。 。 。 23
11.3 DMA控制寄存器( DMACNTRL ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 24
11.4 RevisionIdentifierRegister ( RID ) RevisionIdentifier ( RID)
24
11.5节点功能状态寄存器( NFSR ) 。 。 。 。 。 。 。 24
11.6主要事件寄存器( MAEV ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 25
11.7主屏蔽寄存器( MAMSK ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 25
11.8备用事件寄存器( ALTEV ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 25
11.9备用屏蔽寄存器( ALTMSK ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 26
11.10发送事件寄存器( TXEV ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 26
11.11
11.12
11.13
11.14
11.15
11.16
11.17
11.18
11.19
11.20
11.21
11.22
11.23
11.24
11.25
11.26
11.27
11.28
发送屏蔽寄存器( TXMSK ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 26
接收事件寄存器( RXEV ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 27
接收屏蔽寄存器( RXMSK ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 27
NAK事件寄存器( NAKEV ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 27
NAK屏蔽寄存器( NAKMSK ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 27
FIFO警告事件寄存器( FWEV ) 。 。 。 。 。 。 。 。 27
FIFO的警告屏蔽寄存器( FWMSK ) 。 。 。 。 。 。 28
帧数高字节寄存器( FNH ) 。 。 。 。 。 28
帧数低字节寄存器(民解) 。 。 。 。 。 。 28
函数地址寄存器( FAR ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 28
端点控制寄存器0 ( EPC0 ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 29
发送状态寄存器0 ( TXS0 ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 29
发送命令寄存器0 ( TXC0 ) 。 。 。 。 。 。 。 29
发送数据寄存器0 ( TXD0 ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。三十
接收状态寄存器0 ( RXS0 ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。三十
收到命令寄存器0 ( RXC0 ) 。 。 。 。 。 。 。 。三十
接收数据寄存器0 ( RXD0 ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 31
端点控制寄存器x ( EPC1通过
EPC6 ) 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 31
11.29发送状态寄存器x ( TXS1 , TXS2 , TXS3 ) 31
11.30发送命令寄存器X( TXC1 , TXC2 , TXC3 )
32
11.31发送数据寄存器x ( TXD1 , TXD2 , TXD3 ) 。 32
11.32接收状态寄存器x ( RXS1 , RXS2 , RXS3 ) 33
11.33接收命令寄存器X( RXC1 , RXC2 , RXC3 )
33
11.34接收数据寄存器x ( RXD1 , RXD2 , RXD3 ) 。 34
设计上的考虑。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 35
12.1目标应用。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 35
12.2 3.3V稳压器的问题。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 35
12.3简化应用框图。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 35
内存映射。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 36
电气特性 - 初步。 。 。 。 。 。 。 。 37
14.1并行接口时序( MODE [ 1 : 0 ] = 00B ) 。 。 。 39
14.2并行接口时序( MODE [ 1 : 0 ] = 01B ) 。 。 。 41
14.3 DMA支持定时。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 43
14.4 MICROWIRE接口时序
(MODE [1:0 ] = 10b)的。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 44
物理尺寸。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 45
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
12.0
11.0
13.0
14.0
15.0
3
www.national.com
3.0设备概述
该USBN9602是一个集成的USB控制器节点。该
页面数据表的1方框图显示了马
佐设备的片上组件。
USB标准规定的位填充和拆箱的
一个方法,以确保就行充分转变为烯
能时钟恢复在接收端。每当一个
连续的1串遇到了位填充
数据流中的每第六个1之后逻辑插入一个0 。该
位拆箱逻辑颠倒这一过程。
3.1收发器
的USBN9602包含高速收发器,其
包括三个主要的功能块:
时钟恢复电路使用传入NRZI数据到
从输入的时钟信号中提取时钟的数据( 12兆赫)
从晶体或晶体振荡器( 48 MHz的频率) 。
该时钟被用在数据恢复电路。输出
此块是二进制数据(从NRZI解码
流),可以使用EX-适当取样
牙牙12 MHz的时钟。抖动性能和时序
特性符合规定第二章的要求
以最小化信号歪斜,的USB规范的7所述的差分输出摆幅。
发射机有很好的平衡。摆率控制
在驱动程序中使用,以尽量减少辐射噪声和交叉
3.4端点/控制FIFOs
聊。该驱动程序支持三STATE操作,以使端点管道控制器( EPC )提供接口
收发信机的双向半双工操作。
对于USB功能的端点。端点是最终
差分接收器工作在完整的COM源或数据的接收器。端点管提供了
共模电压范围,这是保证为比数据的USB接口和存储器之间的运动时,和的COM
单端接收器,以避免潜在的毛刺在pletes USB主机和功能之间的路径
串行接口引擎( SIE )单端零点,终点之后。根据USB规范,多达31个
这样的端点管在任何给定时间支持的
罗斯。
具有相同的功能地址。在USBN9602 ,
单端接收器上存在的每个然而两者,支持最多7端点的管道。
数据线。这些是必需的,除了所述differen-
TiAl金属接收器,以检测一个确定的电压与开关甲USB功能是USB设备,其能够发送
0.8V和2.0V ( TTL输入)之间的阈值。总线上的一个外部和接收信息。函数可以有
最终1.5
±
5% k
每一个电阻器,连接到一个或多个配置,之间的电压源限定在 -
3.0V和3.6V引用到本地接地,需要terfaces构成该装置。每个接口,反过来,
是由一个或多个端点。
关于(D)+ ,表明这是一个高速节点。
每个端点是USB可寻址的实体,是重
3.2电压调节器( VREG )
引入来从USB响应于IN和OUT令牌
该稳压器提供了从主机(通常是PC) 3.3V的电压。 IN令牌表示主机
5.0V电源设备的集成收发器。这已经请求从端点接收的信息,
3.3V的输出可以被用来将电力提供给所述有1.5
和OUT令牌表示主机将要发送
上拉电阻。它可以在软件控制下的信息来禁止对端点。
允许使用该设备在3.3V系统。此输出
必须用10去耦
?F的钽电容,当检测到一个IN令牌给端点,
端点负责与数据回应
地面上。
数据包。如果端点正在止步不前,一个手工失速
3.3串行接口引擎( SIE )
抖动包被在软件控制下发送的。如果最终
该USB串行接口引擎( SIE )由Phys-点已启用,但没有数据存在,一个NAK (负
的iCal层接口(PHY)级和一个媒体访问CON-确认)握手报文将被自动发送。
制器(MAC)级。该PHY层包括了digital-如果端点和同步启用,但没有数据
时钟恢复电路,数字干扰滤波器,包尾本,比特填充错误之后的数据包的前端是
检测电路,以及位填充和拆箱的逻辑。发送总线上。
MAC层包括数据包的格式,CRC genera-类似地,在检测到OUT令牌给
化和检查,端点地址检测,亲和的端点,端点负责接收
志愿组织必要的控制,得到的NAK ,ACK和数据由主机发送并将其存储在缓冲器中的数据包。如果
失速响应由端点控制 - 确定端点管目前陷入僵局,一个STALL握手
LER指定端点管道。那么SIE也受访包在数据发送结束发送。如果
sible用于检测和报告端点检测管道的事件,目前已禁用,没有握手包
USB的具体事件如复位,挂起,并重新发送的数据传输的结束。如果端点
庙。模块到反式管的发射器输出被使能,但没有缓冲的存在,在其中存储
接收器在良好的匹配(在1纳秒) ,以减少歪斜上的数据,一个NAK (否定确认)信号交换
将USB信号。
数据包被发送。如果端点和同步启用
- 差分接收器
- 单端接收器与片上电压参考
- 发射器,具有片上电流源
通过该收发器满足性能要求
在第7章中描述
通用串行总线试样
fication 1.0版。
但不能处理数据时,数据将丢失。
4
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A禁用端点不回应IN,OUT ,或
SETUP令牌。
端点管道控制器保持独立地位
和控制信息的每个端点的管道。
对于IN令牌,端点管道控制器负责
用于从所定义的缓冲区数据传送到主机。
对于OUT令牌,端点管道控制器要负责
竹叶提取用于从主机传送数据到所定义的缓冲区。
4.0连接图
CS
RD
WR / SK
INTR
DRQ
DACK
A0/ALE/SI
D0/SO
D1
D2
D3
D4
D5
D6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
28针
SO
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
CLKOUT
XOUT
XIN
MODE0
MODE1
GND
VCC
GND
D–
D+
V3.3
AGND
RESET
D7
3.5微控制器接口
一个CPU或微控制器可以通过一个8位的连接
并行接口或MICROWIRE接口。对于杆
等位基因接口,有两种寻址模式(多
路开关连接或非复用) 。这些模式通过选择
硬连线正确的二进制代码的模式1和
MODE0引脚。
此外,一个中断输出被提供。的类型
中断可以被编程为推挽主动 -
高或低电平有效输出或漏极开路低电平有效输出
放。
订单号USBN9602-28M
见NS包装数M28B
图1. USBN9602连接图
5
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