[makc 197]

Доброго времени суток, уважаемые участники,

Набрёл на IP Core Gowin USB 2.0 SoftPHY, которое позволяет (на первый взгляд) реализовать подключение шины USB 2.0 напрямую к ПЛИС Gowin (без использования специальных трансиверов):

На первый взгляд ничего страшного, но далее следует указание настроек пинов ввода-вывода ПЛИС:

 usb_rxdn_i: IO_TYPE=LVDS25 PULL_MODE=NONE;
 usb_rxdp_i: IO_TYPE=LVDS25 PULL_MODE=NONE.

При этом в даташите для дифференциальных входов определено максимально допустимое входное напряжение не более 2,15 В:

При этом, нужно понимать, что для USB 2.0 Full-speed уровни на входе могут быть до 3,3 В включительно.

Отсюда вопрос: как Gowin представляет себе надежную работу этого Soft PHY, если они выходят за заданные ими же допустимые пределы?

Попутно возникает ещё один вопрос, касающийся двунаправленных пинов usb_dxp_io со стандартом "IO_TYPE= LVCMOS33D", которые внутри используют буферы типа ELVDS_IOBUF (Emulated LVDS).
Является ли входной буфер Emulated LVDS дифференциальным приёмником сигнала, т.е. может ли он подавлять синфазную помеху на входах? У меня не было практики работы с подобными буферами, т.к. у Xilinx нет такого варианта настройки входных буферов. Однако у тех же Intel и Lattice вроде бы есть аналогичные входные буферы - есть ли у кого-нибудь опыт их применения и понимание, на сколько эффективно они работают с синфазными входными помехами?

[1891ВМ12Я 0]

Я немного иначе представлял себе LVDS25. Например тут (да, ПЛИС другая, но просто сам принцип) пишут https://docs.xilinx.com/r/en-US/ds926-zynq-ultrascale-plus-rfsoc/LVDS-DC-Specifications-LVDS_25 что да, питание у такого блока 2.5 вольта, но вот сигнал это 1.2 вольта постоянка и вокруг что то болтается с размахом 600 мВ, никогда не доходя до этих самых даже двух вольт. Может тут аналогично?

[makc 197]

1 минуту назад, 1891ВМ12Я сказал:

сигнал это 1.2 вольта постоянка и вокруг что то болтается с размахом 600 мВ, никогда не доходя до этих самых даже двух вольт. Может тут аналогично?

В том-то и проблема, что такая форма сигнала начинается только после перехода в режим High-speed, а начинается всё с Full-speed, где уровни дифференциального сигнала 0 В/3,3 В, что выходит за рамки допустимого для приёмника LVDS25, на сколько я это понимаю. Поэтому непонятно что это за решение: тонкий инженерный расчёт или надежда на то, что сразу не сгорит и даже некоторое время поработает?

[1891ВМ12Я 0]

Вообще да, подтяжки то к 3.3 вольтям. Но разве устройство не может стартовать сразу с 2.0? Ведь именно по отсутствию этих подтяжек оно сразу понимает что начинать надо именно с high speed... https://www.usbmadesimple.co.uk/ums_3.htm Но вообще да, high speed device will initially present itself as a full speed device with the pull-up resistor on D+

 

Если этот pull-up на стороне устройства (вроде так по логике), то если подтянуть линию к 2 вольтам (вместо 3.3), может так хотят авторы? Но если последовать картинке, то может и не сгорит. Может эти 42 Ома спасают

[makc 197]

4 минуты назад, 1891ВМ12Я сказал:

Если этот pull-up на стороне устройства (вроде так по логике), то если подтянуть линию к 2 вольтам (вместо 3.3), может так хотят авторы?

Нет, у них выход 3,3 В, т.е. подтяжка даст уровень как раз 3,3 В. 

5 минут назад, 1891ВМ12Я сказал:

Но если последовать картинке, то может и не сгорит. Может эти 42 Ома спасают

42 Ома стоят перед буфером LVCMOS33D и с ним вопросов нет - он будет работать нормально, а вот для LVDS25 никаких резисторов по входу нет, поэтому на Full-speed для них всё грустно. 

Вообще для меня непонятно, как работают входы LVDS25 при питании банка 3,3 В. Понятно, что встроенный резистор (терминатор) использовать нельзя, но как меняются допустимые пределы входного напряжения? В ДШ похоже дано описание параметров при питании банка от 2,5 В.

[maxis 0]

On 11/6/2023 at 6:16 PM, makc said:

но как меняются допустимые пределы входного напряжения? В ДШ похоже дано описание параметров при питании банка от 2,5 В.

Чисто по аналогии c Xilinx (под LVDS понимается LVDS_18) вполне допускаю что 3.3 вполне допустимо.

Читал что например спартан 6 вполне выдерживает уровень 3.3 на LVDS_25 и работал месяцами, пока ошибку не заметили, так что запас прочности там должен быть хорошим.

Удалось использовать данную кору или интерес был только академический?

[makc 197]

1 час назад, maxis сказал:

Чисто по аналогии c Xilinx (под LVDS понимается LVDS_18) вполне допускаю что 3.3 вполне допустимо.

Допустимо на основании чего? Приведённая вами иллюстрация не допускает подачи уровня 3,3 В на входы LVDS, если я правильно понимаю данные таблицы.

То, что он может это пережить я охотно верю, но пока это всё похоже на ошибку выжившего, а не на обоснованное инженерное решение, находящееся в пределах Absolute Maximum Ratings для этого режима работы контактов ввода/вывода.

[aaarrr 68]

On 10/22/2023 at 6:37 PM, makc said:

могут быть до 3,3 В включительно

...а еще устройство должно выдерживать прямое замыкание линии данных на +5V.

[makc 197]

17 минут назад, aaarrr сказал:

...а еще устройство должно выдерживать прямое замыкание линии данных на +5V.

И это тоже, но на этот случай можно предусмотреть защиту. А вот от 3,3 В в штатном режиме защиты нет.

[dtmf73 4]

Добрый день.

Хоть и выставляется LVDS25, банк при этом запитывается от 3.3В

[makc 197]

7 минут назад, dtmf73 сказал:

Хоть и выставляется LVDS25, банк при этом запитывается от 3.3В

Да, это так. Но при этом в даташите есть описание параметров LVDS25, которое не привязано к напряжению питания банка, т.е. не описано как расширяется возможный диапазон входных напряжений при напряжении питания 3,3 В. В этом и был вопрос, на сколько это корректно с формальной точки зрения, т.к. из общих соображений понятно, что сразу не сгорит, да и потом вроде не должно. Но закладывать такое решение в серию (не единичную поделку) мне без такого обоснования боязно.

[aaarrr 68]

19 minutes ago, makc said:

закладывать такое решение в серию (не единичную поделку) мне без такого обоснования боязно.

ИМХО, решение для серии подходит примерно так же, как софтовый LS USB на AVR. "Такое".

[makc 197]

2 минуты назад, aaarrr сказал:

ИМХО, решение для серии подходит примерно так же, как софтовый LS USB на AVR. "Такое". 

Такая мысль меня тоже посещала. Но смущает то, что Gowin предлагает это как готовое решение и есть аппнот на эту тему, пример проекта и т.п. Отсюда возникла другая мысль: а вдруг я что-то упускаю и решение правильное?

[aaarrr 68]

Так и у Атмела был аппнот. Реклама - двигатель торговли.

[makc 197]

3 минуты назад, aaarrr сказал:

Так и у Атмела был аппнот. Реклама - двигатель торговли.

Точно был? Может быть помните номер? Я такого не видел и сходу найти не смог, по-моему были только любительские поделки на эту тему.