【分享】MPSoC设计中USB Phy的复位信号

在Xilinx的ZCU102和ZCU106单板设计中，使用了管脚PS_MODE1作为外部USB Phy的复位信号。在MPSoC的文档ug1085和ug1087中，关于PS_MODE1的信息比较少。下面是更详细的描述。

1. UG1085文档

按UG1085，PS_MODE1本来作为MPSoC的启动模式管脚。

UG1085也提到，PS_MODE1/PS_MODE2也可以作为外部USB Phy的复位信号。

PG201也提到了外部USB Phy的复位信号的相关设置。

2. Vivado工具

在Vivado里，可以指定外部USB Phy的复位信号的来源和极性。

3. USB Phy的复位信号

USB Phy是否需要复位信号，由外部的Phy决定。一般来说，单板复位后，建议把外部USB Phy复位一次，保证USB Phy处于干净的状态。

MPSoC既可以使用MIO管脚、也可以使用PS_MODE（BOOT_PIN）管脚来作为USB Phy的复位信号。

3.1. 使用MIO管脚作为USB Phy复位信号

MPSoC有两个USB控制器。如果都使用，外部有两个USB Phy。使用MIO管脚作为USB Phy复位信号时，可以两个USB Phy共用一个MIO（Shared MIO pin）；也可以每个USB Phy使用一个MIO（Separate MIO pin）。
在Vivado里，配置对应的MIO作为对应的USB Phy复位信号。Vivado导出HDF/XSA文件时，会导出这些信息。

同时，在device tree里，添加下列字段。

xlnx,phy-reset-gpio = <&gpio GPIO_NUMBER GPIO_ACTIVE_HIGH/ GPIO_ACTIVE_LOW>;

USB驱动程序里，会查找参数“xlnx,phy-reset-gpio”。如果找到，会调用Linux的GPIO框架来复位外部USB Phy。

3.2. 使用PS_MODE管脚作为USB Phy复位信号

如果使用PS_MODE管脚（BOOT_PIN），则可以节约MIO管脚；在device tree里，也不用添加参数。

FSBL里，会使用PS_MODE的对应寄存器，复位外部USB Phy。文件psu_init.c里，可能有下列代码。

/*##################################################################### */

    /*
    * BOOT PIN LOW
    */
    /*
    * Register : BOOT_PIN_CTRL @ 0XFF5E0250

    * Value driven onto the mode pins, when out_en = 1
    *  PSU_CRL_APB_BOOT_PIN_CTRL_OUT_VAL                           0X0

    * When 0, the pins will be inputs from the board to the PS. When 1, the PS
    *  will drive these pins
    *  PSU_CRL_APB_BOOT_PIN_CTRL_OUT_EN                            0X2

    * Used to control the mode pins after boot.
    * (OFFSET, MASK, VALUE)      (0XFF5E0250, 0x00000F0FU ,0x00000002U)
    */
	PSU_Mask_Write(CRL_APB_BOOT_PIN_CTRL_OFFSET,
		0x00000F0FU, 0x00000002U);
/*##################################################################### */

    /*
    * ADD 5US DELAY
    */
		mask_delay(5);
		
/*##################################################################### */

    /*
    * BOOT PIN HIGH
    */
    /*
    * Register : BOOT_PIN_CTRL @ 0XFF5E0250

    * Value driven onto the mode pins, when out_en = 1
    *  PSU_CRL_APB_BOOT_PIN_CTRL_OUT_VAL                           0X2

    * When 0, the pins will be inputs from the board to the PS. When 1, the PS
    *  will drive these pins
    *  PSU_CRL_APB_BOOT_PIN_CTRL_OUT_EN                            0X2

    * Used to control the mode pins after boot.
    * (OFFSET, MASK, VALUE)      (0XFF5E0250, 0x00000F0FU ,0x00000202U)
    */
	PSU_Mask_Write(CRL_APB_BOOT_PIN_CTRL_OFFSET,
		0x00000F0FU, 0x00000202U);
/*##################################################################### */

4. 单板定制

虽然ZCU102和ZCU106单板都使用了管脚PS_MODE1作为外部USB Phy的复位信号。客户的单板，可以自由选择PS_MODE和MIO作为外部USB Phy的复位信号。

5. 输出模式

PS_MODE1是totem-pole驱动，不是open-collector驱动。

6. 参考文档

SR #10480757 ZynqUS+ USB PHY reset feature