MCU 需要具备什么能力才能进行 USB 3.0 通信?

电器工程 USB 集成电路 时钟速度
2022-01-14 00:15:02

自 2008 年发布以来,USB 3.0 已经存在了相当长的一段时间。但是您看不到任何带有可以执行 USB 3.0 的内部外围设备的简单微控制器。

Atmega32u4 是一个简单的 8 位 AVR,内部有一个嵌入式 USB2.0 phy,运行频率仅为 16MHz,因此它显然对 USB3.0 来说太慢了。虽然有运行在 200MHz 以上的 Cortex-M 控制器没有 USB3.0 外设!在这一点上,我觉得 MCU 的时钟不再重要。我能找到的支持 USB 3.0 的最低端处理器是带有 ARM-A15 的 TI Keystone MPU

为低端 MCU 创建 IP 是否需要花费大量时间,或者是否需要一个不值得为更便宜的 MCU 开发 IP 的时钟生成(或其他)单元?

3个回答

USB 3.0 以 5Gbit/秒的速度运行。这不仅需要生成高频时钟,对于许多“微控制器”级产品来说,它超过了 RAM 带宽!连接到您无法使用的消防水带根本没有意义。

这款带有 USB3的 TI 处理器支持 DDR3,速度足够快,并且多个 >1GHz 内核可以实际使用该数据。

USB 3.0 PHY(物理、电气)层利用高速差分信号 (CML) 实现 5Gbit/s 传输速率,与 PCI Express 相同。除了 MAC(媒体访问控制)层要求外,该片上物理层的实现至少需要一个收发器和一个 SERDES(串行器、解串器)。这些模块可能需要额外的时钟生成和信号调节电路(线路上的均衡器以降低误码率)。将所有这些电路放入您的芯片有两个主要成本,即硅面积和功率。

即使我们假设功耗无关紧要,因为如果您不使用它,您可以关闭整个设备,运送带有 USB 3.0 PHY 的 MCU 可能会增加硅面积,从而大大增加成本。

我发现将 USB 3.0 功能添加到设计中的最简单方法是赛普拉斯 EZ-USB FX3™ SuperSpeed USB 3.0 外围控制器。

http://www.cypress.com/products/ez-usb-fx3-superspeed-usb-30-peripheral-controller