USB接口内部结构_IC

USB接口电路

OE

SPEED

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VPO D +

RCV＜

二

VP

VM

1、USB1.1协议对IO 口直流特性的要求:

2、Virtex-5 10 :

1) LVTTL直流特性

2）LVCMOSLVDCI 和LVDCI_DV2 直流特性:

4、USB1T11 芯片:

DC Electrical Characteristics 耐小注阿苗)

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通过查找资料在FPGA中用LVCMOS类型的10 口进行USB接口电路的代替。

二、TSMC IO Library 中10 口的分析：

TSMC I0库中有许多10 口类型，选择符合接口电路对10进行版图提取并分析仿真其性能

是否符合要求。

主要是分析一下10 library中的PRB24SDGZ I0 口电路，PRB24SDGZ的结构图如下：

"Lii-State Output Pad with Schmitt Irij^ger Input aiid Limiied Rate High-\'olt "Loleram

PRB24SDGZ采用schmitt输入和三态输出结构，并且具有耐高压性能。

根据其所提供的版图提取出其电路原理图：

1输入电路：

由上原理图左半部分可知，输入采用施密特输入结构，施密特输入结构可以提高噪声容限,

PAD 输入经过施密特后接 3个非门结构，该结构的目的主要是讲 PAD 点的3.3v 电平转化成 芯片内部的供电电压 1.8v ，同时也起到提高驱动能力的作用。为了能够耐高压，该 10 口电

路采用了一种floati ng N-well

上图中下半部分是输出驱动管，上半部分是 Floating N-well 结构，其工作原理是：当 PAD

点输入电压超过 3.3+Vth 时，M191和M192管子会反向导通，而 M193管子截止，此时节 点F_Nwell

就会跟随PAD 点的电压变化，与此同时， M194管子也会导通，是 A 节点的电

压与PAD 点的一样，保证了输出驱动管子 M188的截止；但 PAD 电压小于3.3v ，N-well 又

偏置在3.3v ，所以该结构具有耐高压的作用。 2输出电路：

由于芯片内部的core voltage 是1.8v 输出的电平是3.3v ，故10电路采用了一种差动级联逻 辑（DCVSL ）设计的结构作为电平转换，其结构如下：

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具体的工作原理是：两个输入为两个相反的输入电平，当IN=1时，OUT_n被拉低，使得

M48管子导通，把Vout拉高，同时，M88和M49两个管子都是截止的，这样两个输入端就会达到0 V （低电平）和3.3 V （高电平）。

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输出三态控制：