TSB82AA2B 1394b OHCI-Lynx 控制器：设计与应用详解

在当今的电子设备设计中，高速数据传输和高效的总线控制至关重要。TSB82AA2B 1394b OHCI-Lynx 控制器作为一款关键的硬件设备，为满足这些需求提供了强大的支持。本文将深入探讨该控制器的特点、寄存器配置以及相关的应用细节，希望能为电子工程师们在实际设计中提供有价值的参考。

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一、TSB82AA2B 概述

TSB82AA2B 是一款离散的 1394b 链路层设备，专为满足当今 1394 总线设计的严格要求而打造。它具备卓越的 800M bit/s 性能，能够在 PCI 和 1394 总线之间高效快速地传输数据。同时，该设备还拥有超低功耗运行和智能电源管理能力，非常适合高端 PC 以及基于 S800 RAID 和 SAN 的外设开发。

它工作在 33 - MHz/64 - bit 或 33 - MHz/32 - bit PCI 本地总线与兼容的 1394b 物理层（PHY）设备之间，支持多种串行数据速率。为了克服潜在的高吞吐量带来的总线延迟问题，TSB82AA2B 采用了深度的发送和接收 FIFO 来缓冲 1394 数据，确保设备能在 S800 速率下持续传输和接收最大尺寸的同步或异步数据有效负载。

二、TSB82AA2B 特点剖析

2.1 电气与性能特点

• 电源与温度范围：采用单 3.3 - V 电源，内部核心电压为 1.8 - V，有工业（−40°C 至 85°C）和商业（0°C 至 70°C）两种温度范围可供选择。
• 数据速率支持：支持 100M bit/s、200M bit/s、400M bit/s 和 800M bit/s 的串行总线数据速率，适应不同的应用场景。
• FIFO 设计：配备深度 FIFO，包括 5K 异步发送 FIFO、2K 同步发送 FIFO、2K 异步接收 FIFO 和 2K 同步接收 FIFO，有效应对总线延迟问题。
• 性能增强：具备高度调优的物理数据路径、物理后写缓冲区、多个同步上下文和先进的内部仲裁等性能增强特性，提升整体性能。

2.2 功能特点

• 接口支持：支持 33 - MHz/64 - bit 和 33 - MHz/32 - bit 可选的 PCI 接口，以及串行 ROM 或引导 ROM 接口，支持 2 - 线串行 EEPROM 设备。
• 多功能终端：MFUNC 终端可实现 PCI_CLKRUN 协议、通用输入输出（GPIO）以及外部周期定时器控制等功能。
• 电源管理：支持 D0、D1、D2 和 D3 电源状态以及 PME 事件，符合 PCI 总线电源管理接口规范。
• 视频音频增强：具备数字视频和音频性能增强功能，如自动时间戳插入和 CIP 头剥离等。

三、终端描述

TSB82AA2B 的终端根据功能进行分组，如 PCI 系统功能和电源供应功能等。文档中提供了详细的终端编号与信号名称的对应关系，包括 PGE 和 GGW 两种封装的终端图以及相关表格。这些信息对于硬件设计中正确连接和使用控制器至关重要。

3.1 电源供应终端

电源供应终端包括 GND、REG18、REG EN、Vcc 和 VccP 等。其中，GND 为接地终端，必须连接到低阻抗电路板接地平面；REG18 连接到内部 1.8 - V 核心电压，可提供本地旁路或外部提供 1.8 - V 电压；REG EN 用于启用内部调节器；Vcc 为 3.3 - V 电源供应终端，建议在每个终端附近使用高频去耦电容和低频滤波电容；VccP 为 PCI 信号钳位电压电源输入。

3.2 其他终端

还包括复位和杂项终端（如 G RST、MFUNC、PCI RST 等）、32 - bit PCI 总线终端、PCI 64 - bit 总线扩展终端以及 PHY - Link 接口终端等。每个终端都有其特定的功能和作用，在设计中需要根据实际需求进行正确配置。

四、编程模型

TSB82AA2B 控制器的编程模型主要涉及内部 PCI 配置寄存器和 OHCI 寄存器。这些寄存器是控制控制器功能的关键，下面将详细介绍。

4.1 PCI 配置寄存器

PCI 配置寄存器是标准的 PCI 配置头，包含多个寄存器，如厂商 ID 寄存器、设备 ID 寄存器、命令寄存器、状态寄存器等。每个寄存器都有特定的功能和位描述，用于配置和监控控制器的工作状态。

• 厂商 ID 寄存器：包含由 PCI SIG 分配的值，用于识别 PCI 设备的制造商，TI 的厂商 ID 为 104Ch。
• 命令寄存器：用于控制 TSB82AA2B 与 PCI 总线的接口，包括中断禁用、SERR 使能、奇偶校验错误使能等功能。
• 状态寄存器：提供 TSB82AA2B 与 PCI 总线接口的状态信息，如检测到的奇偶校验错误、系统错误信号等。

4.2 OHCI 寄存器

OHCI 寄存器是控制 TSB82AA2B IEEE Std 1394 链路功能的主要接口，被映射到由 OHCI 基地址寄存器指向的 2K 字节内存区域。这些寄存器包括 OHCI 版本寄存器、GUID ROM 寄存器、异步发送重试寄存器等。

• OHCI 版本寄存器：指示 OHCI 版本支持以及串行 EEPROM 是否存在。
• 异步发送重试寄存器：指示 TSB82AA2B 对异步 DMA 请求发送和异步物理及 DMA 响应发送的重试次数。
• 中断事件寄存器和中断屏蔽寄存器：用于管理各种中断源，确保系统能够及时响应各种事件。

五、TI 扩展寄存器

TI 扩展基地址寄存器提供了访问内存映射的 TI 扩展寄存器的方法。这些扩展寄存器包括同步接收数字视频增强寄存器、链路增强控制寄存器等，用于实现一些特定的功能增强。

5.1 数字视频增强

DV 时间戳增强功能通过链路增强控制寄存器中的相关位启用，可实现自动时间戳插入到 DV 和 MPEG 格式的流中。同步接收 DV 增强功能则提供了一种机制，在缓冲填充模式下将 1394 DV 数据同步到 DV 帧大小的数据缓冲区，提高 DV 捕获应用的性能。

5.2 链路增强

链路增强控制寄存器可用于设置异步发送阈值、禁用 AT 流水线、启用音频/音乐 CIP 时间戳增强等功能，进一步优化控制器的性能。

六、GPIO 接口和串行 EEPROM 接口

6.1 GPIO 接口

GPIO 接口通过 MFUNC 终端提供一个 GPIO 端口，可通过多功能配置寄存器进行配置。GPIO 上电时为通用输入，可通过 GPIO 控制寄存器进行编程，实现各种自定义的输入输出功能。

6.2 串行 EEPROM 接口

TSB82AA2B 通过 2 - 线串行接口与串行 EEPROM 通信，用于初始化 1394 全局唯一 ID 寄存器和一些 PCI 配置寄存器。在访问串行 EEPROM 时，所有传入的 PCI 从访问都会以重试状态终止。

七、电气特性和机械信息

7.1 电气特性

文档中提供了 TSB82AA2B 的绝对最大额定值、推荐工作条件、电气特性以及开关特性等详细信息。这些信息对于确保控制器在安全可靠的范围内工作至关重要，设计人员需要根据实际应用场景进行合理的电气参数配置。

7.2 机械信息

TSB82AA2B 采用 144 - 终端 PGE 和 176 - 球 ZGW 封装，文档中给出了相应的机械尺寸和包装信息，方便设计人员进行 PCB 布局和产品封装设计。

八、总结与思考

TSB82AA2B 1394b OHCI - Lynx 控制器是一款功能强大、性能卓越的硬件设备，为高速数据传输和总线控制提供了全面的解决方案。在实际设计中，电子工程师们需要深入理解其特点、寄存器配置以及电气和机械特性，根据具体的应用需求进行合理的设计和优化。

同时，我们也可以思考如何进一步挖掘 TSB82AA2B 的潜力，例如在不同的应用场景中如何更好地发挥其智能电源管理功能，如何优化其视频音频增强特性以满足更高的性能要求等。希望本文能为电子工程师们在使用 TSB82AA2B 控制器时提供有益的帮助，共同推动电子设备设计的发展。

你在使用 TSB82AA2B 控制器的过程中遇到过哪些问题？或者你对它的哪些特性最感兴趣？欢迎在评论区分享你的经验和想法。