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深圳市朗科科技有限公司推出的采用0.18um CMOS 工藝的“優(yōu)芯II 號(hào)”SB2.0 閃存盤(pán)控制芯片。在優(yōu)芯II 號(hào)的應(yīng)用中，除了必需的優(yōu)芯II 號(hào)和閃存，只需要一個(gè)5V 到3.3V 的電壓調(diào)整IC、一個(gè)12 兆赫茲晶體振 蕩器和電壓濾波電容就可以組成完整的系統(tǒng)，BOM 成本非常低。而且優(yōu)芯II 號(hào)支持目前市場(chǎng)上主流的半 導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片，包括三星、東芝、ST、Hynix、美光和瑞薩等公司的SLC、MLC 及AG-AND 8/16 位閃存。 USB 技術(shù)概述 英特爾等世界著名的7 家計(jì)算機(jī)公司和通訊公司于1995 年11 月正式制定了USB0.9 通用串行總線(xiàn)規(guī)范。 1996 年1 月USB1.0 標(biāo)準(zhǔn)推出，1998 年9 月他們又制定出整合了電磁傳送的規(guī)格、協(xié)議以及軟硬件技術(shù)的 USB1.1 標(biāo)準(zhǔn)。2000 年8 月，USB 標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)到2.0，衍 生有OTG(On-The-Go)技術(shù)。2005 年5 月，無(wú)線(xiàn)USB1.0 標(biāo)準(zhǔn)確定。 在USB 1.1 標(biāo)準(zhǔn)中，USB 分為低速(LS)1.5Mbps、全速(FS)12Mbps。在2.0 的標(biāo)準(zhǔn)中，除了包括1.1 標(biāo)準(zhǔn)中的所有規(guī)定，還增加了高速(HS)480Mbps。在這里特別要說(shuō)明的是，現(xiàn)在市面上銷(xiāo)售的USB 產(chǎn)品，如閃存 盤(pán)、MP3 等，標(biāo)明是USB 2.0，標(biāo)識(shí)并沒(méi)有錯(cuò)，也是某些廠商的投機(jī)取巧，而對(duì)于用戶(hù)來(lái)講，是否為支持 高速版才是最重要的。 USB 在主機(jī)和設(shè)備之間的傳輸方式有四種：分別為控制傳輸、同步傳輸(如CDC 類(lèi)，包括調(diào)制解調(diào)、PC 攝像頭等)、中斷傳輸(如HID 類(lèi)，包括USB 鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等輸入設(shè)備)、批量(bulk)傳輸。批量(bulk)傳輸主要應(yīng) 用于USB 海量存儲(chǔ)(Mass storage)，這個(gè)類(lèi)包括閃存盤(pán)、數(shù)碼相機(jī)、MP3 播放器等 . 芯片功能 優(yōu)芯II 號(hào)是面向于閃存盤(pán)的ASIC，屬于USB 海量存儲(chǔ)類(lèi)別范疇，完全符合FS 和HS 規(guī)范，而LS 對(duì)于存儲(chǔ)來(lái)說(shuō)并不需要。考慮已經(jīng)習(xí)慣的說(shuō)法，優(yōu)芯II 號(hào)符合USB 2.0 協(xié)議，向后兼容USB 1.1 標(biāo)準(zhǔn)。它實(shí)現(xiàn)了 模擬USB HDD/ZIP/FDD 的啟動(dòng)，通過(guò)GPIO 口驅(qū)動(dòng)LED 指示閃存盤(pán)的工作狀態(tài)。如前所述，該芯片具有良好的閃存兼容性，支持目前市場(chǎng)上主流的半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片。 優(yōu)芯II 號(hào)量產(chǎn)產(chǎn)品采用LQFP 48 封裝，同時(shí)提供二次開(kāi)發(fā)版本(LQFP 80 封裝)，可外接Flash ROM 或ROM 仿真器開(kāi)發(fā)。其片內(nèi)程序ROM 空間為64K，完全滿(mǎn)足閃存盤(pán)功能應(yīng)用。它支持WINDOWS 98/Me/2000/XP ⑥/2003、Mac OS .x/X、Linux 2.4.x 以上內(nèi)核操作系統(tǒng)。 值得一提的是，優(yōu)芯II 號(hào)使用了已經(jīng)提交為發(fā)明專(zhuān)利的雙通道技術(shù)(D-Channel)和雙緩沖技術(shù)(D-Buffer)，提供了超過(guò)16MBps 的寫(xiě)速度、20MBps 的讀速度。其內(nèi)部集成了在線(xiàn)式編解碼ECC 功能模塊，ECC 功能模 塊采用了Reed-Solomon 算法，并且配合朗科科技有限公司獨(dú)有的USAFE 超穩(wěn)定技術(shù)，最大程度的保證了 數(shù)據(jù)的安全，而且優(yōu)芯II 號(hào)具有密碼保護(hù)功能，保護(hù)閃存數(shù)據(jù)私有性。 圖1 為優(yōu)芯II 號(hào)的結(jié)構(gòu)框圖。其內(nèi)部的電源管理模塊使得采用該芯片的閃存盤(pán)完全符合USB 的電源管理要 求(連接設(shè)備小于100mA)，工作在20MBps 的高速模式下時(shí)工作電流在70mA 以下，休眠電流380uA，小 于USB 標(biāo)準(zhǔn)的500uA。 設(shè)計(jì)特點(diǎn)和應(yīng)用電路 優(yōu)芯II 號(hào)的管腳如圖2 所示，USB 差分信號(hào)線(xiàn)DP、DM 的排列直接連接到USB 頭DP、DM，避免了目前 市面上多數(shù)USB 2.0 閃存盤(pán)控制芯片DP、DM 的連接繞彎或打過(guò)孔連接到USB 頭，從而保證了信號(hào)質(zhì)量、提高了對(duì)于不同電腦主板的兼容性。 圖2：優(yōu)芯II 號(hào)管腳示意圖 晶體振蕩器輸入輸出管腳(XSCI、XSCO)的排列，使得在PCB 上的布局對(duì)其他信號(hào)沒(méi)有任何影響，有利于抑制噪聲。 閃存接口信號(hào)(FIO0"FIO15)的排列對(duì)于單片8 位或單片16 位的閃存是直接連接，對(duì)于兩片8 位或兩片16 位的閃存，采用雙面貼片，也保證了直接連接，而信號(hào)走線(xiàn)的最短化則提高了信號(hào)質(zhì)量。 該芯片有三組電源：模擬3.3V(VCC3A、VCC3A_U20、VCC3A_HS、GNDA、NDA_U20、GNDA_HS) 向收發(fā)器、鎖相環(huán)、振蕩器、內(nèi) 部電壓調(diào)整器供電；數(shù)字3.3V 為輸入輸出供電；數(shù)字1.8V 向內(nèi)部邏輯和 存儲(chǔ)器供電。數(shù)字邏輯部分容易帶來(lái)噪聲，而模擬電路部分需要比較穩(wěn)定的電源，在應(yīng)用中需要通過(guò)電感或磁珠將模擬電源和數(shù)字電源隔離。(備注：這里電源是指VCC 和GND 對(duì)。某些工程師認(rèn)為只是將VCC 隔離，而GND 連在一起，這種理解是不對(duì)的)。 優(yōu)芯II 號(hào)內(nèi)部需要的上電復(fù)位時(shí)間為3.7us，時(shí)鐘輸出需要771us，時(shí)鐘輸出到優(yōu)芯II 號(hào)正常工作需要937us。 理論上，復(fù)位時(shí)間在3.7us"771us 之內(nèi)，對(duì)該芯片正常工作沒(méi)有任何影響。外部復(fù)位電路調(diào)試時(shí)要考慮電源 電壓穩(wěn)定時(shí)間、閃存上電穩(wěn)定時(shí)間、抗干擾能力等因素，參考電路如圖3。 圖3：外部復(fù)位參考電路 優(yōu)芯II 號(hào)外接振蕩電路如圖4 所示。電阻RS 常用來(lái)防止晶振被過(guò)分驅(qū)動(dòng)。過(guò)分驅(qū)動(dòng)晶振會(huì)漸漸損耗晶振的接觸電鍍，這將引起頻率的上升。可用一臺(tái)示波器檢測(cè)OSCO 輸出腳，如果檢測(cè)到一個(gè)非常清晰的正弦波，且正弦波的上限值和下限值都符合時(shí)鐘輸入需要，則晶振未被過(guò)分驅(qū)動(dòng)；相反，如果正弦波形的波峰、波谷兩端被削平，而使波形成為方形，則晶振被過(guò)分驅(qū)動(dòng)。這時(shí)就需要用電阻RS 來(lái)防止晶振被過(guò)分驅(qū)動(dòng)。 圖4：外接振蕩電路 判斷電阻RS 值大小的最簡(jiǎn)單方法就是串聯(lián)一個(gè)5kΩ 或10kΩ 的微調(diào)電阻，從0 開(kāi)始慢慢調(diào)高，一直到正弦波不再被削平為止。通過(guò)此辦法就可以找到最接近的電阻RS 值。在晶體振蕩下，電阻RF≈1MΩ。相位調(diào)節(jié)電容C1 為22pF，增益調(diào)節(jié)電容C2 為30pF。在許可范圍內(nèi)，C1、C2 值越低越好。C 值偏大雖有利于振蕩器的穩(wěn)定，但將會(huì)增加起振時(shí)間。 應(yīng)使C2 值大于C1 值，這樣可使上電時(shí)，加快晶振起振。 |
