适用于USB3降速桥的速率适配系统及USB3降速桥的制作方法

本申请涉及速率适配，特别是涉及一种适用于usb3降速桥的速率适配系统及usb3降速桥。

背景技术：

1、usb(通用串行总线)是一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范。usb作为目前最常用的有线通信协议之一，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品中。usb包括：usb2.0、usb3.0等，其中随着信息量的爆炸和速率需求的提升，usb3正逐渐深入人们的生活。

2、usb3控制器作为各类芯片都必不可少的ip，需要在做原型验证时进行集成验证。由于原型验证的速率限制而usb3又必须要工作在特定速率下，usb3降速桥是必不可少的。然而，目前的usb3降速桥不仅屈指可数，还只能与特定的设备进行连接，因此在原型验证时只能验证很少一部分的基础功能，存在很大的局限性。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种适用于usb3降速桥的速率适配系统及usb3降速桥，用于解决现有技术中跨频率速率适配难度较大的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种适用于usb3降速桥的速率适配系统，包括：慢时钟域模块、快时钟域模块以及速率控制模块；其中，所述慢时钟域模块以及所述快时钟域模块之间连接所述速率控制模块；所述快时钟域模块，用于usb3降速桥在主机模式下，向所述慢时钟域模块发送来自子卡的用于握手的第一速率适配信号；所述慢时钟域模块，用于usb3降速桥在从机模式下，向所述快时钟域模块发送来自usb3控制器的用于握手的第二速率适配信号；所述速率控制模块，用于当所述慢时钟域模块接收到由所述快时钟域模块传输的第一速率适配信号时，根据所述快时钟域模块的当前传输速率，确定所述慢时钟域模块的第一传输速率，以使所述慢时钟域模块以及所述快时钟域模块在相同的速率下进行数据传输；还用于当所述快时钟域模块接收到由所述慢时钟域模块传输的的第二速率适配信号时，根据所述慢时钟域模块的当前传输速率，确定所述快时钟域模块的第二传输速率，以使所述慢时钟域模块以及所述快时钟域模块在相同的速率下进行数据传输。

3、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述慢时钟域模块包括：第一usb3接口单元以及pipe接口方向调整单元；其中，所述pipe接口方向调整单元，分别与所述第一usb3接口单元以及所述usb3控制器连接，用于对所述第一usb3接口单元的pipe信号的输入输出方向进行调整；还用于记录所述第一usb3接口单元以及所述usb3控制器的状态，以保证所述第一usb3接口单元以及所述usb3控制器在链路训练时状态同步。

4、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述快时钟域模块包括：第二usb3接口单元、pipe接口转收发器单元以及串并收发器单元；其中，所述pipe接口转收发器单元，与所述第二usb3接口单元连接，用于将所述第二usb3接口单元的pipe信号转换为控制所述串并收发器单元的信号；所述串并收发器单元，与所述pipe接口转收发器单元连接，用于数据收发。

5、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述速率控制模块还用于根据来自所述usb3控制器或所述子卡的低功耗模式请求信号，执行对应的低功耗模式控制操作。

6、于本申请的第一方面的一些实施例中，执行对应的低功耗模式控制操作包括：当所述速率控制模块接收到来自所述usb3控制器的可快速唤醒的待机模式请求信号时，控制所述慢时钟域模块进入或退出可快速唤醒的待机模式；当所述速率控制模块接收到来自所述子卡的可快速唤醒的待机模式请求信号时，控制所述快时钟域模块进入或退出可快速唤醒的待机模式；当所述速率控制模块接收到来自所述usb3控制器的可慢速唤醒的待机模式请求信号时，控制所述慢时钟域模块进入或退出可慢速唤醒的待机模式；当所述速率控制模块接收到来自所述子卡的可慢速唤醒的待机模式请求信号时，控制所述快时钟域模块进入或退出可慢速唤醒的待机模式；当所述速率控制模块接收到来自所述usb3控制器的休眠模式请求信号时，控制所述慢时钟域模块进入或退出休眠模式，并将所述休眠模式请求信号通过所述快时钟域模块转发至所述子卡，以供所述子卡在接收到所述休眠模式请求信号后进入或退出休眠模式；当所述速率控制模块接收到来自所述子卡的休眠模式请求信号时，基于usb3降速桥的测试状态，执行进入或退出休眠模式操作。

7、于本申请的第一方面的一些实施例中，基于usb3降速桥的的测试状态，执行进入或退出休眠模式操作包括：当usb3降速桥处于测试模式时，控制所述快时钟域模块进入或退出休眠模式，并将所述休眠模式请求信号转发至所述慢时钟域模块，以供usb3控制器在接收到所述休眠模式请求信号后进入或退出休眠模式；当usb3降速桥未处于测试模式时，控制所述快时钟域模块进入或退出休眠模式。

8、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述慢时钟域模块以及所述快时钟域模块之间还连接复位控制模块，用于进行复位控制；其中，进行复位控制的方式包括：当usb3降速桥处于主机模式时，所述复位控制模块将所述usb3控制器的复位请求信号通过所述快时钟域模块转发至所述子卡，以供所述子卡在接收到所述复位请求信号后进行相应的复位操作；当usb3降速桥处于从机模式时，若usb3降速桥当前处于测试模式，则所述复位控制模块将所述子卡的复位请求信号通过所述慢时钟域模块转发至所述usb3控制器，以供所述usb3控制器在接收到所述复位请求信号后进行相应的复位操作；若usb3降速桥当前未处于测试模式，则所述复位控制模块不转发所述复位请求信号至所述慢时钟域模块。

9、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述子卡包括：讯号中继器、配置通道控制器以及usb3连接器模块；其中，所述讯号中继器以及所述usb3连接器模块之间连接所述配置通道控制器；所述讯号中继器与所述快时钟域模块连接；所述usb3连接器模块与外部设备连接。

10、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述第一usb3接口单元以及第二usb3接口单元设置于同一usb3接口；所述usb3接口包括：协议层、链路层以及物理层

11、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第二方面提供一种usb3降速桥，包括：如上所述的适用于usb3降速桥的速率适配系统。

12、如上所述，本申请的适用于usb3降速桥的速率适配系统及usb3降速桥，具有以下有益效果：通过分别与慢时钟域模块以及快时钟域模块连接的速率控制模块，确定传输速率，以使快时钟域模块以及慢时钟域模块在相同的速率下进行数据传输。本申请用于芯片的原型验证阶段，大部分功能可以通过fpga实现，降低了硬件系统的复杂度，并且本申请中的数据传输系统降低了跨频率速率适配难度。

技术特征：

1.一种适用于usb3降速桥的速率适配系统，其特征在于，包括：慢时钟域模块、快时钟域模块以及速率控制模块；

2.根据权利要求1所述的速率适配系统，其特征在于，所述慢时钟域模块包括：第一usb3接口单元以及pipe接口方向调整单元；

3.根据权利要求1所述的速率适配系统，其特征在于，所述快时钟域模块包括：第二usb3接口单元、pipe接口转收发器单元以及串并收发器单元；

4.根据权利要求1所述的速率适配系统，其特征在于，所述速率控制模块还用于根据来自所述usb3控制器或所述子卡的低功耗模式请求信号，执行对应的低功耗模式控制操作。

5.根据权利要求4所述的速率适配系统，其特征在于，执行对应的低功耗模式控制操作包括：

6.根据权利要求5所述的速率适配系统，其特征在于，基于usb3降速桥的的测试状态，执行进入或退出休眠模式操作包括：

7.根据权利要求1所述的速率适配系统，其特征在于，所述慢时钟域模块以及所述快时钟域模块之间还连接复位控制模块，用于进行复位控制；

8.根据权利要求1所述的速率适配系统，其特征在于，所述子卡包括：讯号中继器、配置通道控制器以及usb3连接器模块；

9.根据权利要求2或3所述的速率适配系统，其特征在于，所述第一usb3接口单元以及第二usb3接口单元设置于同一usb3接口；所述usb3接口包括：协议层、链路层以及物理层。

10.一种usb3降速桥，其特征在于，包括：如权利要求1至9任一项所述的适用于usb3降速桥的速率适配系统。

技术总结
本申请提供一种适用于USB3降速桥的速率适配系统及USB3降速桥，通过分别与慢时钟域模块以及快时钟域模块连接的速率控制模块，确定传输速率，以使快时钟域模块以及慢时钟域模块在相同的速率下进行数据传输。本申请用于芯片的原型验证阶段，大部分功能可以通过FPGA实现，降低了硬件系统的复杂度，并且本申请中的数据传输系统降低了跨频率速率适配难度。

技术研发人员：阴智昊,卢笙,范凯,曾科南,李红凯,唐仕武
受保护的技术使用者：芯启源（上海）半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15