Главная » Обзоры компьютерных гаджетов » Обзор USB3.1 контроллера ASM1142

Обзор USB3.1 контроллера ASM1142

Обзор USB3.1 контроллера ASM1142 Способность к эффективному взаимо­действию с внешней средой сегодня является одним из важнейших свойств вычислительных платформ для дома и офиса. Смена поколений интерфейсов и апгрейд их скоростных характеристик происходит настолько быстро, что чипсет оказывается в этой гонке в роли отстающего. Именно поэтому появляются дискретные решения, создающие на системной плате своеобразный «зоопарк» дополнительных микросхем.

Сказанное в полной мере относится к подсистеме USB3.1. Сегодня мы продолжим рассмотрение одного из вариантов ее реализации на базе микросхемы ASM1142 разработки ASMedia Technology, начатое в одной из прошлых публикаций.

Функциональная схема контроллера

Архитектура устройств данного класса достаточно унифицирована и детерминирована, что, впрочем, оставляет место для маневра при добавлении опционально поддерживаемых технологий, таких, например как Battery Charging.

Функциональная схема, изображенная на рис.1 определяет контроллер, совместимый со спецификацией xHCI (eXtensible Host Controller Interface). Устройство можно рассматривать как мост, между шинами PCI Express и USB. Максимально, интерфейс PCI Express данной микросхемы поддерживает режимы Gen2 x2 (10 гигабит в секунду) и Gen3 x1 (8 гигабит в секунду). Каждый из двух портов USB3.1, согласно спецификации, должен обеспечить скорость передачи до 10 гигабит в секунду. В обоих случаях речь идет о дуплексной передаче. Очевидно, в случае одновременного обслуживания двух полноскоростных USB3.1 соединений, будет ощущаться дефицит пропускной способности по PCI Express.

Наличие автономного процессора (uProcessor), снабженного оперативной и постоянной памятью (RAM, ROM) придает устройству статус «компьютера в компьютере». Также поддерживается внешнее ПЗУ в качестве носителя встроенного программного обеспечения (firmware).

Совместимость со всеми вариантами инфраструктуры универсальной последовательной шины обеспечивается раздельными корневыми концентраторами USB2 Root Hub и USB3 Root Hub. Каждый из них обслуживает по два физических канала (PHY), ответственных за формирование сигнальных цепей, выводимых на USB-разъемы.

Функциональная схема контроллера ASM1142
Рис 1. Функциональная схема контроллера ASM1142

Назначение выводов

Нетрудно заметить, что конструкторы позаботились об удобстве разводки проводников на печатной плате (Рис.2). Верхний горизонтальный ряд (контакты 48-33) содержит сигналы USB3, в общей сложности 4 дифференциальных пары. Правый вертикальный ряд (32-17) ориентирован на обслуживание цепей USB2 и датчиков токовой защиты (Over-Current Indicators). Левый вертикальный ряд (49-64) содержит сигналы шины PCI Express. В нижнем ряду (1-16) собраны вспомогательные сигналы, обеспечивающие подключение внешней микросхемы SPI ROM, а также средств отладки.

Назначение контактов корпуса микросхемы ASM1142
Рис 2. Назначение контактов корпуса микросхемы ASM1142

Программная модель

Архитектура устройства полностью совместима со спецификацией xHCI. Адресуемые ресурсы представлены блоком конфигурационных регистров (Рис.3), обеспечивающих инициализацию устройства согласно правилам PCI PnP, а также блоком операционных регистров, непосредственно управляющих обменом по USB. Контроллер способен самостоятельно взаимодействовать с оперативной памятью в режиме bus master, с целью чтения и записи передаваемых данных, а также считывания скриптов, определяющих сценарии процедур ввода-вывода. Не забыты и опциональные расширения, такие как USB Legacy Support.

Блок конфигурационных регистров микросхемы ASM1142
Рис 3. Блок конфигурационных регистров микросхемы ASM1142

Вместо послесловия

Отметим одно неочевидное преимущество дискретных решений, значимость которого в последнее время несколько возросла в связи с колебаниями курса доллара — ремонтопригодность. Не секрет, что внешние интерфейсы вычислительных систем являются таким компонентом, который в первую очередь подвержен различным аварийным воздействиям. Очевидно, выход из строя дискретного контроллера, как распаянного на системной плате так и расположенного на карте-адаптере, меньшее зло, чем отказ микросхемы южного моста системной логики (Platform Controller Hub).