TSB82AA2B 1394b OHCI-Lynx 控制器：設(shè)計與應(yīng)用詳解

在當(dāng)今的電子設(shè)備設(shè)計中，高速數(shù)據(jù)傳輸和高效的總線控制至關(guān)重要。TSB82AA2B 1394b OHCI-Lynx 控制器作為一款關(guān)鍵的硬件設(shè)備，為滿足這些需求提供了強大的支持。本文將深入探討該控制器的特點、寄存器配置以及相關(guān)的應(yīng)用細節(jié)，希望能為電子工程師們在實際設(shè)計中提供有價值的參考。

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一、TSB82AA2B 概述

TSB82AA2B 是一款離散的 1394b 鏈路層設(shè)備，專為滿足當(dāng)今 1394 總線設(shè)計的嚴(yán)格要求而打造。它具備卓越的 800M bit/s 性能，能夠在 PCI 和 1394 總線之間高效快速地傳輸數(shù)據(jù)。同時，該設(shè)備還擁有超低功耗運行和智能電源管理能力，非常適合高端 PC 以及基于 S800 RAID 和 SAN 的外設(shè)開發(fā)。

它工作在 33 - MHz/64 - bit 或 33 - MHz/32 - bit PCI 本地總線與兼容的 1394b 物理層（PHY）設(shè)備之間，支持多種串行數(shù)據(jù)速率。為了克服潛在的高吞吐量帶來的總線延遲問題，TSB82AA2B 采用了深度的發(fā)送和接收 FIFO 來緩沖 1394 數(shù)據(jù)，確保設(shè)備能在 S800 速率下持續(xù)傳輸和接收最大尺寸的同步或異步數(shù)據(jù)有效負載。

二、TSB82AA2B 特點剖析

2.1 電氣與性能特點

• 電源與溫度范圍：采用單 3.3 - V 電源，內(nèi)部核心電壓為 1.8 - V，有工業(yè)（?40°C 至 85°C）和商業(yè)（0°C 至 70°C）兩種溫度范圍可供選擇。
• 數(shù)據(jù)速率支持：支持 100M bit/s、200M bit/s、400M bit/s 和 800M bit/s 的串行總線數(shù)據(jù)速率，適應(yīng)不同的應(yīng)用場景。
• FIFO 設(shè)計：配備深度 FIFO，包括 5K 異步發(fā)送 FIFO、2K 同步發(fā)送 FIFO、2K 異步接收 FIFO 和 2K 同步接收 FIFO，有效應(yīng)對總線延遲問題。
• 性能增強：具備高度調(diào)優(yōu)的物理數(shù)據(jù)路徑、物理后寫緩沖區(qū)、多個同步上下文和先進的內(nèi)部仲裁等性能增強特性，提升整體性能。

2.2 功能特點

• 接口支持：支持 33 - MHz/64 - bit 和 33 - MHz/32 - bit 可選的 PCI 接口，以及串行 ROM 或引導(dǎo) ROM 接口，支持 2 - 線串行 EEPROM 設(shè)備。
• 多功能終端：MFUNC 終端可實現(xiàn) PCI_CLKRUN 協(xié)議、通用輸入輸出（GPIO）以及外部周期定時器控制等功能。
• 電源管理：支持 D0、D1、D2 和 D3 電源狀態(tài)以及 PME 事件，符合 PCI 總線電源管理接口規(guī)范。
• 視頻音頻增強：具備數(shù)字視頻和音頻性能增強功能，如自動時間戳插入和 CIP 頭剝離等。

三、終端描述

TSB82AA2B 的終端根據(jù)功能進行分組，如 PCI 系統(tǒng)功能和電源供應(yīng)功能等。文檔中提供了詳細的終端編號與信號名稱的對應(yīng)關(guān)系，包括 PGE 和 GGW 兩種封裝的終端圖以及相關(guān)表格。這些信息對于硬件設(shè)計中正確連接和使用控制器至關(guān)重要。

3.1 電源供應(yīng)終端

電源供應(yīng)終端包括 GND、REG18、REG EN、Vcc 和 VccP 等。其中，GND 為接地終端，必須連接到低阻抗電路板接地平面；REG18 連接到內(nèi)部 1.8 - V 核心電壓，可提供本地旁路或外部提供 1.8 - V 電壓；REG EN 用于啟用內(nèi)部調(diào)節(jié)器；Vcc 為 3.3 - V 電源供應(yīng)終端，建議在每個終端附近使用高頻去耦電容和低頻濾波電容；VccP 為 PCI 信號鉗位電壓電源輸入。

3.2 其他終端

還包括復(fù)位和雜項終端（如 G RST、MFUNC、PCI RST 等）、32 - bit PCI 總線終端、PCI 64 - bit 總線擴展終端以及 PHY - Link 接口終端等。每個終端都有其特定的功能和作用，在設(shè)計中需要根據(jù)實際需求進行正確配置。

四、編程模型

TSB82AA2B 控制器的編程模型主要涉及內(nèi)部 PCI 配置寄存器和 OHCI 寄存器。這些寄存器是控制控制器功能的關(guān)鍵，下面將詳細介紹。

4.1 PCI 配置寄存器

PCI 配置寄存器是標(biāo)準(zhǔn)的 PCI 配置頭，包含多個寄存器，如廠商 ID 寄存器、設(shè)備 ID 寄存器、命令寄存器、狀態(tài)寄存器等。每個寄存器都有特定的功能和位描述，用于配置和監(jiān)控控制器的工作狀態(tài)。

• 廠商 ID 寄存器：包含由 PCI SIG 分配的值，用于識別 PCI 設(shè)備的制造商，TI 的廠商 ID 為 104Ch。
• 命令寄存器：用于控制 TSB82AA2B 與 PCI 總線的接口，包括中斷禁用、SERR 使能、奇偶校驗錯誤使能等功能。
• 狀態(tài)寄存器：提供 TSB82AA2B 與 PCI 總線接口的狀態(tài)信息，如檢測到的奇偶校驗錯誤、系統(tǒng)錯誤信號等。

4.2 OHCI 寄存器

OHCI 寄存器是控制 TSB82AA2B IEEE Std 1394 鏈路功能的主要接口，被映射到由 OHCI 基地址寄存器指向的 2K 字節(jié)內(nèi)存區(qū)域。這些寄存器包括 OHCI 版本寄存器、GUID ROM 寄存器、異步發(fā)送重試寄存器等。

• OHCI 版本寄存器：指示 OHCI 版本支持以及串行 EEPROM 是否存在。
• 異步發(fā)送重試寄存器：指示 TSB82AA2B 對異步 DMA 請求發(fā)送和異步物理及 DMA 響應(yīng)發(fā)送的重試次數(shù)。
• 中斷事件寄存器和中斷屏蔽寄存器：用于管理各種中斷源，確保系統(tǒng)能夠及時響應(yīng)各種事件。

五、TI 擴展寄存器

TI 擴展基地址寄存器提供了訪問內(nèi)存映射的 TI 擴展寄存器的方法。這些擴展寄存器包括同步接收數(shù)字視頻增強寄存器、鏈路增強控制寄存器等，用于實現(xiàn)一些特定的功能增強。

5.1 數(shù)字視頻增強

DV 時間戳增強功能通過鏈路增強控制寄存器中的相關(guān)位啟用，可實現(xiàn)自動時間戳插入到 DV 和 MPEG 格式的流中。同步接收 DV 增強功能則提供了一種機制，在緩沖填充模式下將 1394 DV 數(shù)據(jù)同步到 DV 幀大小的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，提高 DV 捕獲應(yīng)用的性能。

5.2 鏈路增強

鏈路增強控制寄存器可用于設(shè)置異步發(fā)送閾值、禁用 AT 流水線、啟用音頻/音樂 CIP 時間戳增強等功能，進一步優(yōu)化控制器的性能。

六、GPIO 接口和串行 EEPROM 接口

6.1 GPIO 接口

GPIO 接口通過 MFUNC 終端提供一個 GPIO 端口，可通過多功能配置寄存器進行配置。GPIO 上電時為通用輸入，可通過 GPIO 控制寄存器進行編程，實現(xiàn)各種自定義的輸入輸出功能。

6.2 串行 EEPROM 接口

TSB82AA2B 通過 2 - 線串行接口與串行 EEPROM 通信，用于初始化 1394 全局唯一 ID 寄存器和一些 PCI 配置寄存器。在訪問串行 EEPROM 時，所有傳入的 PCI 從訪問都會以重試狀態(tài)終止。

七、電氣特性和機械信息

7.1 電氣特性

文檔中提供了 TSB82AA2B 的絕對最大額定值、推薦工作條件、電氣特性以及開關(guān)特性等詳細信息。這些信息對于確保控制器在安全可靠的范圍內(nèi)工作至關(guān)重要，設(shè)計人員需要根據(jù)實際應(yīng)用場景進行合理的電氣參數(shù)配置。

7.2 機械信息

TSB82AA2B 采用 144 - 終端 PGE 和 176 - 球 ZGW 封裝，文檔中給出了相應(yīng)的機械尺寸和包裝信息，方便設(shè)計人員進行 PCB 布局和產(chǎn)品封裝設(shè)計。

八、總結(jié)與思考

TSB82AA2B 1394b OHCI - Lynx 控制器是一款功能強大、性能卓越的硬件設(shè)備，為高速數(shù)據(jù)傳輸和總線控制提供了全面的解決方案。在實際設(shè)計中，電子工程師們需要深入理解其特點、寄存器配置以及電氣和機械特性，根據(jù)具體的應(yīng)用需求進行合理的設(shè)計和優(yōu)化。

同時，我們也可以思考如何進一步挖掘 TSB82AA2B 的潛力，例如在不同的應(yīng)用場景中如何更好地發(fā)揮其智能電源管理功能，如何優(yōu)化其視頻音頻增強特性以滿足更高的性能要求等。希望本文能為電子工程師們在使用 TSB82AA2B 控制器時提供有益的幫助，共同推動電子設(shè)備設(shè)計的發(fā)展。

你在使用 TSB82AA2B 控制器的過程中遇到過哪些問題？或者你對它的哪些特性最感興趣？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和想法。