通過UTMI快速推出USB 2.0方案

　　USB已穩坐主流接口寶座，內置USB接口的ASIC、集成電路也如雨后春筍般隨著產品創意的衍生而蓬勃發展。有些IC設計公司為了加快產品推出速度，會選擇向外購買前端PHY部分的IP（即USB Transceiver Macrocell），再搭配自行設計的后端部分，而UTMI標準接口則是整個集成過程中不可或缺的一環。

    要完成前端與后端集成的設計，不難想像在UTM與SIE之間必須有一個共通的標準接口。此標準接口就稱為UTMI（USB 2.0 Transceiver Macrocel Interface），規格版本依然是由Intel公司所主導，從2000年起經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，可以通過下面這個網站來取得相關技術文獻：www.Intel.com/technology/ usb/spec.htm（圖1）。

    典型的外設裝置所用的USB控制器，規格上分為三個功能方塊。從最前端說起，順序為UTM（USB 2.0 Transceiver Macrocell）、SIE（SerialInterface Engine），然后是后端的邏輯控制部分（圖2）。

    UTM就是底層的收發器，負責USB總線上協議與信號的處理。主要的工作任務當然離不開數據的串行化（Serialization）、數據的解串（Deserialization）、位填充（Bit Stuffing）、時鐘恢復（Clock Recovery）以及達成同步（Synchronization）等USB接口所規定的法則。

    UTMI的設計有個原則。依據數據傳輸速率，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器。當然，SYNC/EOP的產生與檢查也是其職責 之一。

    對于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題，因為支持USB 2.0 HS的外設有很多機會插入傳統USB 1.1的主 機Host端，甚至傳統的HUB裝置。在僅支持FS與僅支持LS的情況，就沒有速率選擇的問題，也就 無需存在選擇功用的控制信號。請注意USB 2.0收發器是利用“SuspendM”信號進入低功率省電模式（圖3）。

    SIE功能方塊可進一步分成控制邏輯與端點（End-point）邏輯部分。USB數據交易（Transaction）的打包識別與順序的狀態機（State Machine）就是擔任控制邏輯的工作，這是操作任何USB接口必要的功能。端點（Endpoint）邏輯部分會隨著裝置的不同、端點的形式與數量的差異而有所變化。

描述UTMI信號

    UTMI的信號就是該規格的 精華，規格上將UTMI的信號分類來討論。第一部分就是系統接口信號：

◆ “CLK”時鐘輸出信號，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。 正常時鐘的準確度規定范圍是