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  • USB hub 分线器设计
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    2016-05-03 18:08:55

    USB hub 分线器设计

    没时间了,先 记录下这些搜到的资料

    http://www.microchip.com//wwwAppNotes/AppNotes.aspx?appnote=cn562711

    _8pCBdp8mRpumbRP_0QrxJf87nJM%3D#imgrc=yBkUk0BMZR742M%3A”>https://www.google.com.hk/search?q=usb+2.0+hub+ic&safe=strict&biw=1920&bih=915&tbm=isch&imgil=yBkUk0BMZR742M%253A%253BadQOng-L_QWUxM%253Bhttp%25253A%25252F%25252Fwww.krypton-solutions.com%25252Fproducts%25252F2-port-usb3-hub%25252F&source=iu&pf=m&fir=yBkUk0BMZR742M%253A%252CadQOng-L_QWUxM%252C&usg=__8pCBdp8mRpumbRP_0QrxJf87nJM%3D#imgrc=yBkUk0BMZR742M%3A

    https://www.taobao.com/product/fe1.1s-usb-2.0-hub.htm

    http://www.genesyslogic.com/product_list.php?1st=3&2nd=10

    http://www.ti.com/product/TUSB4020BI-Q1/technicaldocuments

    http://www.ti.com/paramsearch/docs/parametricsearch.tsp?family=analog&familyId=366&uiTemplateId=NODE_STRY_PGE_T#

    http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_3011820.HTM

    https://www.google.com.hk/?gws_rd=ssl#safe=strict&q=usb+2.0+hub+ic&btnK=Google+%E6%90%9C%E7%B4%A2

    http://d1.amobbs.com/bbs_upload782111/files_25/ourdev_531893.pdf

    http://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=3868242&highlight=usb%2Bhub

    http://www.amobbs.com/search.php?mod=forum&searchid=1392&orderby=lastpost&ascdesc=desc&searchsubmit=yes&kw=usb+hub

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    USB2514i USB HUB使用经验总结

    一、USB HUB及其应用
    通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)是一种快速、双向、同步、可动态监测的串行接口,广泛应用于个人电脑的外设连接。USB支持实时声音、音频数据和视频数据传输。当USB接口不够用的时候,可以采用USB HUB(通用串行总线集线器)电路进行扩展,将一个USB接口扩展为多个,并可以使这些接口同时使用的装置。USB HUB根据所属USB协议可分为USB2.0 HUB、USB3.0 HUB与USB3.1 HUB。而目前USB HUB包含USB HUB和功能元件的USB设备不断涌现。因此要求在USB主机和复杂外围设备之间有一种高性能、高速的数据传输。SMSC(被Microchip收购)的USB251x系列USB 2.0集线器控制器具有多功能、高性价比和低功耗等特点。

    二、USB2514i简介
    USB2514i的主要特性如下:
    1、USB HUB芯片为 USB2514B特点
    1、具有2个,3个或4个下游端口的高性能,超低功耗,占地小的集线器控制器IC(零件编号中的“ x”表示)
    2、完全符合USB 2.0规范
    3、通过单个串行 I2C EEPROM 或 SMBus 从端口,提供增强的 OEM 配置选项
    4、MultiTRAK-高性能的多事务转换器,每个端口提供一个事务转换器
    5、PortMap-灵活的端口映射和禁用排序
    6、PortSwap-可编程USB差分对引脚位置通过将USB信号线直接对准连接器简化了PCB设计
    7、PHYBoost-可编程USB信号驱动强度,使用4级驱动强度分辨率可恢复信号完整性
    8、支持工业级的温度范围-40℃~85℃
    Datasheet资料

    三、USB2514i内部结构

    在这里插入图片描述
    图1
    USB2514i的内部结构框图如图1所示,包括转发器(HUB Repeater)、控制器(HUB Controller)和处理翻译器(TransacTIon Translator,TT)。
    SIE主要负责物理层和协议层的协议解析,控制器主要负责设备层的协议解析,缓冲区是SIE和控制器之间通信的桥梁,SIE把接收到的数据包存放在缓冲区中供控制器读取,控制器把需要发送的数据存放在缓冲区中供SIE读取。

    四、USB2514i经典应用电路
    在这里插入图片描述

    图2
    在这里插入图片描述

    图3
    在这里插入图片描述

    图4
      图3、图4所示为USB2514i的应用电路。其电路外部供电电压为5 V是由PQlL333M2SP转换为3.3 V提供。4个USB下行端口的供电引脚分别经过两片MIC20261BM,其内部具有限流保护电路,当电路由于短路等原因导致电流过大时,MIC20261BM能够自动切断USB下行端口的供电引脚,从而有效保护设备和负载。通过设置USB下行端口的数据引脚(D+、D-)是否上拉可以控制USB下行端口是否使能。完整电路图

    五、PCB设计注意事项
      在PCB设计中,应着重考虑如何提高USB2.0信号的传输质量,减小电磁干扰(EMI)和静电干扰(ESD)。在电路设计中,为了减小高频干扰,提高速信号的传输质量,在数字电源和数字地之间应尽可能多放置去耦电容;在靠近USB2.0处多放置旁路电容,如果使用表面贴电容,则应尽可能扩大焊接点。在PCB设计中,首先限定USB2.0的2条差分对信号线D+/D-以及高速时钟线的长度,使布线最短;保持D+/D-2条信号线相同,且始终平行;尽可能增大每对儿信号线间和每对儿信号线与其他信号线间的距离.2条差分对信号线D+/D-、高速时钟线的距离越远越好;在可能的情况下,将USB2.0信号线布在靠近共地层;不要将USB布线在晶体振荡器、时钟和磁性设备或IC的下面;在只能用90°转角布线时,可利用2个45°转角代替1个90°转角。

    六、订购说明
    自2012年第三季度, Microchip Technology Inc. (美国微芯科技公司)以每股37美元现金方式收购美商史恩希股份有限公司Standard Microsystems Corporation (SMSC)后,Microchip对原SMSC产品进行改良,其中USB2514B系列封装部分尽量优化;AEZG封装是QFN封装的旧版本;新封装是M2(SQFN)。在保证封装尺寸相同,占用空间相同,PCB占用空间相同的前提下,采用了新封装技术,减少了封装成本;使得“M2”比传统的“AEZG”价格低。

    区别 旧订购型号 新订购型号
    消费级 USB2514B-AEZC—— USB2514B/M2推荐后者
    消费级 USB2514B-AEZC-TR ——USB2514BT/M2 推荐后者
    工业级 USB2514Bi-AEZG ——USB2514B-I/M2 推荐后者
    工业级 USB2514Bi-AEZG-TR——USB2514BT-I/M2 推荐后者
    注:AEZG/AEZC-旧的QFN封装,M2-新的SQFN封装;硅天下科技针对以上两种封装皆有备货,方案资料;

    开发中常见问题
    一、晶振问题
    Microchip(SMSC)的usb2514bi 晶振不启动,可能什么原因,如何处理?
    问题描述:
    1:用示波器打晶振,发现晶振没有起振;同时测量34引脚(PLLFILT)没有电压。
    2:设计使用的是默认配置,24和25引脚接地。
    3:电路是参考官方原理图和一块开发板结合的
    解决思路:
    1、测下开机瞬间是否有起振,
    2、看下27脚vbus_det的电压是否达到正常值3.3v,可尝试调整震荡电容值。
    3、调整晶振周围的阻容,建议晶体的电容用18p。电阻1M的要焊上
    4、检测USB2514Bi是否虚焊,尤其底部PAD一定要焊接到GND,
    5、芯片是否损坏;严防购买到高仿芯片;建议正规渠道购买!
    未完待续……

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  • Carplay Hub技术

    千次阅读 2021-07-10 09:43:47
    如果主机USB端口是Usb/Device双角色的话,那么这个USB端口就无法扩展,只能是单端口。通常主机SoC芯片不会提供有更多的双角色端口,由于USB端口无法扩展,因此这个方案不可行。 那么解决办法是什么呢?就是主机输出...

    注:本文内容为技术猜想。

    Carplay手机会有Device->Host这样的角色切换过程,因此Carplay主机的USB端口需要支持Host->Device切换,通常主机厂在实现这个角色切换的设计时,并不会采用DualRole USB来实现,这是为什么呢?

    如果主机USB端口是Usb/Device双角色的话,那么这个USB端口就无法扩展,只能是单端口。通常主机SoC芯片不会提供有更多的双角色端口,由于USB端口无法扩展,因此这个方案不可行。

    那么解决办法是什么呢?就是主机输出两个USB端口,一个是Host,一个是Device,这样一来Host端口可以扩展出多个端口,Device端口虽然不可扩展,但是由于应用场景只用于接入一台Carplay手机,所以一个也就够了。

    接下来的问题就是 Host/Device 角色切换的问题了,一般交给一种叫 DualRole USB Hub的芯片来完成Host/Device切换,这种芯片本质上就是一种Hub+Mux模拟开关,例如Microchip的USB82522/USB4925芯片,下图展示了芯片框图,工作原理一目了然。

    另外接入Carplay还涉及到MFI认证的问题,一般可采用MFI认证芯片MFI341S2313接入到上图prt4的I2C/SPI接口(目前资料显示MFI341S2313是I2C/SPI接口的,由ModeSel引脚指定协议)

    另外还有一款USB4925i芯片(i结尾可能是iPhone的意思),可能集成了MFI认证芯片,网上找不到资料。

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  • 另一路使用 MicrochipUSB Hub 芯片 USB2422/MM 扩展出2路 USB Host 端口,其中一路直接通过 USB Host 连接座引出,也就是 J9(USB Host),另一路连接到板载的 USB WiFi 模块。 WiFi  MYS-6ULX-IOT 配备...

      上周在爱板网成功申请了 MYS-6ULX-IOT 开发板的试用,收到米尔科技的 MYS-6ULX-IOT 开发板之后,嗯…比我想象中的要小巧,包装盒不大,也没有搭配过多的配件。

    这里写图片描述

      打开盒子一看,里面除了本文的主角 MYS-6ULX-IOT 之外,就只有一根 WiFi 天线和一包干燥剂了,哈哈…… 连《使用指南》都没有,不过没关系啦,我们可以通过在 http://down.myir-tech.com/MYS-6ULX 找到 MYS-6ULX-IOT 开发板的相关资料。
      跟其他一些板载 WiFi 天线的开发板不同,这个板子的外置 WiFi 天线显得略丑了一些,不过估计这样设计也是有道理的,毕竟开发板设计得相当紧凑。

    这里写图片描述

      既然号称面向高端物联网的极具性价比解决方案,下面让我们来一睹 MYS-6ULX-IOT 风采,它的接口定义如下。

    这里写图片描述

      MYS-6ULX-IOT 采用 8 层板设计,尺寸仅为 70mm*55mm,比信用卡还要小,但是麻雀虽小,五脏俱全。

    CPU

      MYS-6ULX-IOT 搭载 I.MX6ULL 处理器,型号为 MCIMX6Y2DVM05AA,单个 ARM Cortex-A7 核,时钟频率高达 528MHz。下图是 I.MX6ULL 系列处理器的型号命名规则,可以看到我们这个是商用级别的处理器,温度范围在0~95℃。

    这里写图片描述

    Flash

      MYS-6ULX-IOT 上集成了一片 256MB 的 Nand Flash,型号为镁光 MT29F2G08ABAEAWP,连接到了 I.MX6ULL 的 GPMI 控制器,可保存引导信息,用作系统启动引导。MYS-6ULX-IOT 上的 eMMC 管脚和 Nand Flash 功能复用,默认焊接的是 Nand Flash,而不是 eMMC。

    Memory

      内存芯片是三星的 256MB(128M * 16bit)DDR3L SDRAM,型号为 K4B2G1646F-BYK0,通过 MMDC 总线连接到 I.MX6ULL,总线最高工作时钟频率为 400MHz,总线宽度为 16bit。

    Ethernet

      MYS-6ULX-IOT 搭载一路 10/100M 的以太网,提供标准的 RJ45 接口。以太网 PHY 芯片是 Microchip 的 LAN8720A,通过 RMII 连接 I.MX6ULL 的 ETH1 控制器。

    USB

      I.MX6ULL 内置两路 USB 控制器,均支持 USB OTG 功能。MYS-6ULX-IOT 将其中一路通过 Micro Type AB 型接口直接引出,也就是 J7(USB OTG),它可以直接接 Slave 设备,也可以接 Host 设备使用。另一路使用 Microchip 的 USB Hub 芯片 USB2422/MM 扩展出2路 USB Host 端口,其中一路直接通过 USB Host 连接座引出,也就是 J9(USB Host),另一路连接到板载的 USB WiFi 模块。

    WiFi

      MYS-6ULX-IOT 配备最高通讯速率为 150Mbps 的 USB WiFi 模块,WiFi 内置芯片型号为 Realtek 的 RTL8188ETV,板载 IPEX 天线接口,用于连接外置天线。WiFi 模块在 MYS-6ULX-IOT 的背面,所以在上面的图中看不到。

    Expand IO

      除此之外,MYS-6ULX-IOT 两侧的 Expand IO(J2、J3)还为我们提供了丰富的扩展接口,包括GPIO、网口、串口、I2C、CAN、SPI、ADC、PWM、I2S、Camera 以及 JTAG。这样的话,我们就可以根据自己的需求自行扩展,比如添加 Bluetooth、GPS 和各类传感器。


      好啦,说了那么多,下面我们赶紧把它启动起来吧!
      首先要给它供电,MYS-6ULX-IOT 的电源部分提供的是5v直流输入,为了顺利地启动它,我特意翻箱底找了一个5v输出的电源适配器,以及一个 CH340 USB 转串口模块连接到板载的 UART Debug 接口。

    这里写图片描述

      打开 PC 端的串口终端,串口波特率设置为 115200,8位数据位,1位停止位,无奇偶校验,无流控。

    这里写图片描述

      3,2,1,上电!启动失败。。。
      经检查,是因为拨码开关的拨码不对造成的。仔细观察发现,MYS-6ULX-IOT 为我们预留了一个 4 bit 的拨码开关来设置启动方式。其中,拨码开关的 bit1 和 bit2 用于选择启动设备,对于 Nand Flash 版本的设置定义如下:

    这里写图片描述

      对于 eMMC 版本的设置定义如下:

    这里写图片描述

      而拨码开关的 bit3 和 bit4 用于选择启动类型,设置定义如下:

    这里写图片描述

      所以,对于我们的 MYS-6ULX-IOT 来说,bit1~bit4 的设置应该是:1001。
      设置完毕,重新上电!在终端打印如下 UBoot 启动信息,启动成功~

    这里写图片描述

      接着就可以登录 Linux Shell,输入用户名 root 即可登录,可以看到当前 Linux kernel 版本是 4.1.15。

    这里写图片描述


      在结束本文之前,我们讨论一下为什么说 MYS-6ULX-IOT 是一个面向高端物联网的极具性价比解决方案。
      我觉得除了 I.MX6ULL 这款 SoC 本身出色的性能和丰富的外设之外,同时支持 Linux 系统,也像其他 i.mx 系列处理器一样支持 Yocto 构建、定制 Linux。更为重要的是该开发套件提供了包括 Linux 系统、BSP 源码包、外设驱动以及用户手册等等完善的开发资料和工具。对于开发者来说,有效地提高开发效率、缩短开发周期是至关重要的。显然,对于大部分的物联网应用来说,配备了 WiFi 模块的 MYS-6ULX-IOT 应该来说是绰绰有余的,并且官方售价仅为¥169。
      怎么样,果然是极具性价比吧,你是不是和我一样心动了呢?

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