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USB系列(4) ULPI协议简介

什么是ULPI协议?

ULPI协议的全称是UTMI+Low Pin Interface。从名字上就可以看出ULPI是UTMI的Low Pin版本。UTMI(USB2.0 Transceiver Macrocell Interface)是一种用于USB controller和USB PHY通信的协议。相对于ULPI，UTMI有更多的控制信号，支持8bit/16bit 数据接口。

  • UTMI 接口信号
    USB系列(4) ULPI协议简介_第1张图片
  • ULPI 接口信号
    USB系列(4) ULPI协议简介_第2张图片

信号定义

SIGNAL DIRECTION DESCRIPTION
CLK I/O 时钟输入，60MHz
DATA[7:0] I/O 8-bit双向数据总线
DIR OUT 控制数据总线方向，0 => LINK到PHY, 1 => PHY到LINK
STP IN Stop信号，用于Stop PHY的输出，获取总线控制权，为1时有效
NXT OUT 当LINK向PHY发送数据时，NXT为1表示当前数据已经被PHY所接受。当PHY向LINK发送数据时，NXT为1表示PHY有新的数据在总线上

时序

  • Power On Reset (POR)
    对于使用ULPI协议的PHY芯片而言，POR时序尤为重要，POR时序不满足会直接导致PHY芯片无法Lock PLL，不能输出稳定的60MHz CLK。以下是USB3320的POR时序：
    USB系列(4) ULPI协议简介_第3张图片
  • DIR信号获取Bus控制权
    USB系列(4) ULPI协议简介_第4张图片
  • 发送和接收时序图
    注意以下几点
    • 数据和控制信号都是在上升沿采样
    • 由于数据的收发不是分开的，发送数据方需要考虑output delay, 并保证数据在下一个clk的上升沿采样时满足setup time和hold time
      USB系列(4) ULPI协议简介_第5张图片
      USB系列(4) ULPI协议简介_第6张图片

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