USB Device

Komunikační obvody
●
SMSC
Seznámení
Ethernet
Teoretický úvod
Přehled typů a jejich aplikace
● USB
Teoretický úvod
Přehled typů a jejich aplikace
●
Sortiment SMSC
Analog
Functions
True Automotive
Qualified Products
Special USB
Functions
PC System
Management
Solutions
Standard USB /
Ethernet Functions
SMSC
Embedded a PC
SMSC
●
Microchip SMSC koupil v roce 2012 za 960 M$
●
Sortiment doplňuje stávající a koupil s firmou i 300
patentů
●
SMSC používá jádra x51 a ARM v některých obvodech
například čtečky smart karet
●
Orientovala se na velké zákazníky
MOQ 100 000ks/rok
●
Microchip zpřístupňuje sortiment malým zákazníků
Prvky k Freescale i.MX515
Thermal
Monitoring
RS
IF
RS
VF
IF
RS
IF
VBE
VBE
I2C / SMBus
Figure 1
Figure 2
Figure 3
USB
USB
2514B
2514
USB Hub
USB
3340
USB Phy
LAN
8710
Ethernet Phy
LAN
9221
MAC / Phy
Komunikační obvody
●
SMSC
Seznámení
Ethernet
Teoretický úvod
Přehled typů a jejich aplikace
● USB
Teoretický úvod
Přehled typů a jejich aplikace
●
Trocha teorie
z Wikipedie
Trocha teorie
MII
–
MII- Media Independent Interface
–
Přenos dat mezi vrstvou MAC (linkovou/spojovou) a PHY (fyzickou)
●
●
●
Vysílací signály:
– TXD[3:0] – Vysílaná data
– TXEN – Data jsou platná – řídí MAC
– TXCLK – Hodiny - řídí PHY. 25 MHz pro 100BASE-TX, 2,5 MHz pro
10BASE-T
– TXER – H – nastala chyba při vysílání – řídí PHY, ignoruje se v 10BASE-T
módu
Přijímací signály:
– RXD[3:0] – Přijímaná data
– RXDV – Data jsou platná – řídí PHY
– RXER – řídí PHY – Indikuje, že byla datekována chyba v právě
přijímaném rámci.
– RXCLK – Hodiny - řídí PHY. 25 MHz pro 100BASE-TX, 2,5 MHz pro
10BASE-T
– CRS – Detekce nosného kmitočtu
– COL – Detekce kolize
Řídící signály:
– MDIO – data, oboustranná komunikace
– MDC – hodiny pro řídící komunikaci – řídí MAC
Trocha teorie
RMII
–
–
RMII – Reduced Pincount Media Independent Interface
Přenos mezi MAC a PHY
●
Vysílané signály:
–
–
●
Přijímané signály:
–
–
–
●
TXD[1:0] – Data z MAC do PHY
TXEN – Platná data
RXD[1:0] – Data z PHY do MAC
CRS_DV – Detekce nosné a platná data
RXER – V rámci byla detekovány chyba (Volitelný)
Clock:
–
TX a RX jsou časovány z 50 MHz hodin, jejichž zdrojem může
být externí oscilátor, MAC a nebo PHY viz. další slajd
Trocha teorie
RMII – zdroj hodin
External OSC to MAC and PHY
MAC
PHY
50 MHz
Oscillator
50 MHz
MAC
Oscillator
or Crystal
REFCLK_OUT Mode
MAC
MAC Supplies 50 MHz Clk
PHY
25 MHz
Crystal
50 MHz
PHY
Trocha teorie
10Base-T
Trocha teorie
Signalizační pulsy
LTP – testovací
impulsy než dojde
ke spojení
NLP – kontrolní
pulsy během
spojení
Trocha teorie
100Base-TX
●
4B/5B Blokové kódování
–
–
●
K čemu to?
–
●
4B/5B znamená, že 4 bitů dat se udělá 5 bitů. Používá se to k
odstranění dlouhých sekvencí 0 nebo 1
Nevýhoda je, že se musí přenášet na nosné 125MHz
Z 32 kombinací 16 se používají pro data, 1 (11111) pro klid, 2
pro začátek rámce, 2 pro konec rámce a další pro Energy
Efficient Ethernet (EEE)
MLT-3 – Multi-Level Transmit
–
Snižuje EMI a šířku přenosového pásma
Trocha teorie
Automatická dohoda
●
Jak se budeme spolu bavit? 10 nebo 100Mbit, full nebo half
duplex?
–
–
–
●
Zajistí to funkce auto-negotiation - ANEG
Automaticky se domluví s protějškem, nejdříve si vymění informace o
dostupných režimech a vyberou nejvyšší společnou rychlost
Výsledek dohody lze získat přes řídí sběrnici
Jak to pracuje?
–
–
–
10Base-T posílá pravidelně signály LTP
100Base-T posílá FLP signály, které jsou umístěné mezi LTP
Je-li některá ze stran manuálně nastavovaná a druhá je autonegotiation, doporučuje se u manuálně nastavované strany zvolit halfduplex komunikaci. Protože strana ANEG volí half-duplex, nemůže-li se
100% dohodnout
Trocha teorie
FLP – fast link pulse
Trocha teorie
Auto-MDIX
●
Například obvody LAN87xx mají integrovanou podporu HP AutoMDIX, která odstraňuje problém se správným (křížený x nekřížený)
kabelem při propojování dvou zařízení
–
Zapojení RJ45 konektoru je standardní pro všechna ethernetová
zařízení. Z toho plyne, že vysílací a přijímací signály jsou vždy na
stejných pinech.
Trocha teorie
Volba trafa pro AMDIX
●
AutoMDIX potřebuje symetrický interface pro TX a RX kanál
●
AutoMDIX „trafo“ se volí s ohledem na nejlepší omezení rušení na
vysílací straně
Non-AMDIX Magnetics

●
●
●
Asymetrické rozhraní pro vysílací a přijímací
kanál
Proudově kompenzovaná cívka je na straně
kabelu pro TX
Proudově kompenzovaná cívka je na straně
PHY pro RX
AMDIX Magnetics

●
●
●
Symetrické rozhraní pro TX a RX
Proudově kompenzovaná cívka pouze na
straně kabelu
Minimální EMI na TX straně v MDI a MDIX
módu
Trocha teorie
Wake-on-LAN (WOL)
●
●
●
●
Schopnost aktivovat systém při požadavku z LAN
Obvykle tato funkce potřebuje spolupráci vrstev MAC a
PHY, takže obě musí být aktivní. Dobře řešené u Ethernet
řadičů. Vrstva MAC detekuje WOL paket.
Mají-li SoC a MCU integrovanou vrstvu MAC, musí být
aktivní
LAN8740 a LAN8742 mají integrovanou detekci paketu
WOL => SoC nebo MCU může být neaktivní
IEEE 802.3az
Energy Efficient Ethernet EEE
●
Sníží spotřebu ethernetu v klidu
Vysílač pošle zprávu o snížení spotřeby a téměř vypne vysílač
Přijímač sníží svoji spotřebu a čeká na signál
Celková úspora dosáhne téměř 50% při neaktivitě
●
●
●
●
●
Musí to podporovat obě strany komunikace
Potřebuje podporu ze strany vrstvy MAC. Zatím je
definována podpora MII. RMII tuto schopnost zatím nemá
LAN8740 a LAN8741 podporují EEE jen v režimu 100BaseTX
Funkce EEE se při nesplnění některé z podmínek
neaktivuje
Funkce je nezávislá na WOL
Komunikační obvody
●
SMSC
Seznámení
Ethernet
Teoretický úvod
Přehled typů a jejich aplikace
● USB
Teoretický úvod
Přehled typů a jejich aplikace
●
Ethernet
Rozdělení součástek do sk.
Processor
bus
Transceivers(PHY)
MAC/PHY Controllers
USB
Processor
Switches
LAN9220
LAN9221
LAN7500
10/
100/
1000
USB-to-Ethernet Controllers
Implementace Ethernetu
●
Řadič Ethernetu
–
Zajišťuje převod ze sběrnice obvyklé u MCU/MPU na Ethernet
Řadič Ethernetu
MCU
MPU
ASIC
●
TCP/IP
Stack
SPI, Local Bus
PCI
Tx/Rx
Buffer
MAC
MAC
PHY
PHY
Integrovaný Ethernet
–
MCU/MPU obsahuje část Ethernetového řadiče
Ethernet Transceiver
MCU
MPU
ASIC
–
TCP/IP
Stack
Buffer
(System)
RAM
MAC
RMII or MII
PHY
Toto řešení je obvyklé u výkonných systémů
Řešení Ethernetu
PIC® MCU
SPI/Parallel
Libovolný
MCU/MPU
PCI
ENC624J600
ENC28J60
LAN9220
LAN9221
MAC
PHY
MAC
PIC18F97J60
Řadič MAC/PHY
MCU s integrovaným
MAC/PHY
PHY
Controllers
PIC32MX6xx
PIC32MX7xx
MAC
LAN87xx
LAN87xx
LAN8810
LAN8810
Libovolný MCU/MPU
PIC32MX6xx
PIC32MX7xx
MAC
LAN9303(M)
LAN93x3
USB
Libovolný
MCU/MPU
Switche a Huby
PHY
Libovolný MCU/MPU
PIC® MCU
PHY
MCU s integrovaným
MAC a Transceiverem
USB
LAN9730
LAN9730
LAN7500
LAN7500
LAN95xx
LAN95xx
MAC
PHY
Převodníky USB na
Ethernet
Ethernetové řadiče
●
Jednoduché připojení
–
–
ENC28J60 nejlevnější řadič
●
Pracuje v režimu 10Base-T, ale je kompatibilní s 10/100/1000 Ethernetem
●
Reálně většina MCU aplikací nepotřebuje vyšší datový tok
ENC624J600 podporuje 100Base-TX
●
SPI
Obsahuje šifrovací jednotku a předprogramovanou unikátní MAC adresu
ENC28J60
Local Bus* ENC624J600
MAC
LAN9220
LAN9221
PHY
10 Mbps Ethernet
●
PHY
10/100 Ethernet
Maximální integrace
–
PIC18F97J60 jednočipové řešení, MCU s řadičem na 10 Mbps Ethernet
●
●
●
MAC
Obsahuje TCP/IP Stack, buffer, MAC a PHY
Výborný pro řídící a měřící aplikace
Výkonné aplikace
–
LAN9221/15 pro 16-32 bitové sběrnice, výstup MII nebo PHY, podpora DMA přenosu,
vnitřní buffery, WOL, ANEG, Auto-MDIX
Ethernetové transceivery
Vlastnost
LAN8710A LAN8720A LAN8740A LAN8741A LAN8742A LAN8810i
LAN8820i
10/100
10/100
10/100
10/100
10/100
10/100/1000
10/100/1000
MII/RMII
RMII
MII/RMII
MII/RMII
RMII
GMII
RGMII
Cu
Cu
Cu
Cu
Cu
Cu
Cu
Pin. kompabilita
-
-
w. LAN8710
w. LAN8710
w. LAN8720
-
-
Diagnostika
-
-
Ano
-
Ano
-
-
Energy Efficient
Ethernet (EEE)
802.3az
-
-
Ano
Ano
-
-
-
Wake–on-LAN
-
-
Ano
-
Ano
-
-
REF_CLK_OUT
-
Ano
-
-
Ano
-
-
Power Savings w.
EEE
enabled
(Device +
Magnetics)
N/A
N/A
47%
47%
N/A
N/A
N/A
Rychlost
MAC Interface
Přenosové
médium
Ethernet - transceiver
Blokové schéma
USB - Ethernet
●
●
Na jednom USB připojení USB
hub a 10/100 Ethernet
Nejmenší průmyslové provedení
–
●
HSIC*
MAC
LAN9730
PHY
LAN9730
10/100 Ethernet
O 60% menší
O 12% menší spotřeba
●
Nižší celková cena
●
UniClock™ Technologie
Stačí jeden 25MHz krystal pro
USB a Ethernet
●
Rozšíření až na 4 USB porty
●
Splňuje 802.3ab
●
První převodník USB na
10/100/1000 Ethernet
USB
MAC
LAN9500A
PHY
USB
MAC
LAN951X
10/100 Ethernet
USB x2, x3 or
x4
PHY
10/100
Ethernet
USB
MAC
LAN7500
PHY
10/100/1000
Ethernet
* High-Speed Inter-Chip – průmyslový standard pro USB propojení čipů na desce
Ethernet switch
●
Převod jednoho portu na několik
–
●
Stavební blok pro Internet nebo LAN
Aplikace nevyžadující více jak 5 portů
–
–
–
–
Průmyslové spojovací body např. Řídící desky
Uzlový bod řídící sítě
MII/RMII
LAN9313
Měřící přístroje
TMII
MAC
Dohledové a bezpečnostní systémy
MII/RMII
TMII
MII/RMII
TMII
LAN9303M only
LAN9303
LAN9303M
Local Bus
PHY
16/32-bit
PHY
PHY
LAN9311
LAN9312
MAC
PHY
MAC adresa
●
●
Fyzická adresa pro identifikaci hardware
Předprogramované EUI-48™ a EUI-64™ ve 2 Kb
sériových EEPROM
–
–
–
Číslo je kompatibilní s MAC adresou čipu
SPI (25AA02E48/UID), I2C (24AA02E48/UID) a UNI/O™
(11AA02E48)
Ne všechny Ethernet MAC řadiče mají přednastavenou adresu
Příklad
MCU
MPU
ASIC
SPI
ENC28J60
MAC
PHY
EUI-48
Komunikační obvody
●
SMSC
Seznámení
Ethernet
Teoretický úvod
Přehled typů a jejich aplikace
● USB
Teoretický úvod
Přehled typů a jejich aplikace
●
USB
Zas teorie
USB má pouze jednoho šéfa a hodně podřízených
USB Host Controller (Master)
and Root Hub
Mouse
Start Of Frame
Frame
Printer
Mouse Packets
Speakers Packets
Frame
Speakers
Printer Packets
Frame
Fyzická struktura
USB Host Controller
& Root Hub
Host (Stupeň 1)
Stupeň 2
Speaker
Hub
Stupeň 3
Logic
Analyzer
Hub
Tier 4
Printer
Hub
Keyboard
Tier 5
Hub
Tier 6
Tier 7
Hub: Max. Zřetězení = 5
PIC18 USB pracuje pouze
jako zařízení
PIC24/PIC32 mohou mít
funkci host nebo zařízení
Hub
Data Logger
Až 126 zařízení
Hub
Fyzická vrstva
USB 1.1 a USB 2.0
VBUS
VBUS
D+
D+
D-
D-
GND
GND
●
Half Duplex s kódováním NRZI
●
Napájení pro každé zařízení:
–
4,40 – 5,25 V
–
Garantováno 100 mA (USB1.1)
–
500 mA (USB2.0), 900mA(USB3.0)
~ 5.0 V
~ 3.3 V
Jestliže potřebujete
více energie, je nutné
použít externí zdroj
Verze USB
LS, FS
HS
SS
USB Autodetekce
+2.7- 3.6V
1.5K
Full/Low Speed
USB
Transceiver
5V
D+
D-
(Host or Hub)
port
GND
15K
D+
USB
Cable
Full/Low Speed
USB
Transceiver
D-
(USB Device)
15K
Full Speed Device Detection
+2.7- 3.6V
1.5K
Full/Low Speed
USB
Transceiver
5V
D+
USB
Cable
D-
(Host or Hub)
port
GND
15K
D+
Full/Low Speed
USB
Transceiver
D-
(USB Device)
15K
Low Speed Device Detection
Rezistory pro autodetekci mají některé MCU/IC již v sobě integrovaná
PortSwap
Možnost nastavení, který pin je D+ a D-. Usnadní to návrh
plošného spoje. Touto technologii jsou vybaveny některé IC.
USB
Connector
D+
D-
DD+
USB
Connector
DD+
DD+
Konektory a kabely
“A”
USB Host
Full or Embedded
“B”
USB
Device
“mini-B”
USB
Device
“micro-B”
USB
Device
μB
“micro-AB”
OTG
Device
μB
Konektory a kabely
“micro-AB”
OTG
Host
“B”
USB
Device
μA
“mini-B”
USB
Device
“micro-B”
USB
Device
“micro-AB”
OTG
Host
“micro-AB”
OTG
Device
μA
μB
Typ
Označení ECOM
A
USB8317-04 AF...
B
USB8317-04 BF...
Mini B
USBM8320-05 BF...
USBM1104-05 BF...
Micro B
USBU8351-05 BFDS-1
Micro AB
USBU8351-05 ZFDI-1
μB
Logická struktura
●
Není to stupňovitá hvězda!
●
Software na hostu komunikuje s
každým logickým zařízením jako by
bylo připojeno ke kořenovému hubu
Host
Logical
Device
Logical
Device
Logical
Device
Logical
Device
Logical
Device
Logical
Device
Logická struktura
Peripheral Device
Client Software
Client Software
Client Software
Pipe Bundle
Interface
Interface-specific
USB System
Software
Default Pipe (EP0)
USB Logical
Device
Endpoint
zero
Data per Endpoint
USB Bus Interface
Host
Controller
Transactions
SIE
USB Bus Interface
USB Cable
Physical Communication Path
Logical Communication Path (“Pipe”)
SIE
Bus Interface
Layer
Bus Interface
Layer
Transfers
USB Device
Layer
USB Device
Layer
Buffers
Function
Function Layer
Function Layer
Host System
USB Devices
Druhy USB zařízení
●
Peripheral - Periférie nebo funkce
–
Zajišťuje provádění nějaké funkce pro hlavního (HOST)
●
●
Hub
–
●
Provádí přenos správným směrem - obousměrně,
spravuje napájení
Compound Device
–
–
Obsahuje HUB a 1 nebo více periférií
Host komunikuje přes hub s každou periférií samostatně
(každá má svoji adresu)
●
●
Např. Paralelní sběrnici
Např. USB klávesnice 1-portovým hub
Composite Device
–
–
Má několik interface k perifériím na logické úrovni
Host používá driver pro každý interface
●
Např. video kamera (audio & video interface)
USB přenos
Transfer/
Endpoint
Type
Polling
Interval
% Reserved
BW/Frame for
all transfers of
this type
Max. # Data
Bytes/Frame/Endpoint
(Max# transactions per
frame @ Max Ep Size)*
Data
Integrity
Interrupt
Fixed, Periodic
90
64 (1 x 64)
Yes
Isochronous
Fixed, Periodic
90
1023 (1 x 1023)
No
Bulk
Variable, Uses
Free Bandwidth
0
1216 (19 x 64)
Yes
Control
Variable
10
832 (13 x 64)
Yes
* Předpoklad: K přenosu se použije maximální povolená velikost paketu Ep
USB přenos
Maximální rychlosti
1400
1216
1200
1023
1000
KByte/s
832
800
600
Low
Full
400
200
0
24
0.8
64
Control Interrupt
Bulk
Transfer Type
Iso
USB přenos
Příklady použití
Myš
Tiskárna
Bedýnky
Control
+
Interrupt
Control
+
Bulk
Control
+
Isochronous
USB OTG
●
USB On-The-Go (OTG) umožňuje přístroji pracovat
jako Host nebo Device (zařízení):
–
PDA (Device) připojené k PC (Host)
–
PDA (Host) připojení k USB flash (Device)
–
PDA s PDA, úlohy host a device se mohou měnit (OTG mode)
PC Host
PDA OTG Device
PDA OTG Host
Thumb Drive
PDA OTG Host
PDA OTG Device
USB Device Classes
Třídy USB zařízení
Thumb
Drive
Data Glove
Ethernet
Adapter
Mouse
External
Hard Drive
PICkit™ 3
Starter Kit
Joystick
Keyboard
Mass Storage Device
Class (MSD)
Modem
Communication Device
Class (CDC)
MPLAB®
REAL ICE™
in-circuit emulator
Human Interface Device Class
(HID)
Custom Class
(Vendor Class)
A další třídy ...
USB Device Classes
Proč je používat?
●
Logické USB zařízení je předdefinováno
–
●
Komunikační protokol se zařízením je
definován
–
●
Přenosová rychlost je dána
Pro CDC Class PIC® MCU vypadá jako modem
nebo terminál připojený na virtuální COM port
Hlavní výhoda: Přenositelnost
–
Není třeba pro každý OS dělat vlastní ovladač
Komunikační obvody
●
SMSC
Seznámení
Ethernet
Teoretický úvod
Přehled typů a jejich aplikace
● USB
Teoretický úvod
Přehled typů a jejich aplikace
●
USB sortiment SMSC
USB
USB 2.0
2.0 HUBS
HUBS
USB
USB 2.0
2.0 Flash
Flash
Media
Media Reader
Reader
USB
USB 2.0
2.0 PHY
PHY
USB
USB 3.0
3.0 HUB
HUB
USB
USB 2.0
2.0 na
na 10/100
10/100
Ethernet
Ethernet
USB
USB 2.0
2.0 Smart
Smart
Card
Card reader
reader
USB
USB Switch
Switch
USB
USB 2.0
2.0 // USB
USB 3.0
3.0
to
to Graphic
Graphic
USB
USB 2.0
2.0 na
na 10/100/
10/100/
1000
1000 Ethernet
Ethernet
USB
USB 2.0
2.0 FMR
FMR with
with
ENCRYPTION
ENCRYPTION
USB
USB 2.0
2.0 Charging
Charging
HSIC
HSIC USB
USB 2.0
2.0
USB
USB 2.0
2.0 na
na
UART/SPI
UART/SPI
USB
USB 2.0
2.0 řadič
řadič
dotyk.
dotyk. rezist.
rezist. pan.
pan.
USB 2.0 HUB
2-port
3-port
4-port
7-port
Standard Hub
USB2512B
USB2513B
USB2514B
USB2517
36 QFN
36QFN
36 QFN
64 QFN
Full-featured USB port
expansion solutions
4x4
4x4
6x6
6x6
6x6
6x6
SMSC Advantage
●
9x9
9x9
●
USB2
Controller
Hub
Next-gen USB2 hubs
Automotive
Hub
Automotive-grade (PPAP
complete) USB port
expansion solutions
USB2532
USB2533B
USB2534
36 QFN
36 QFN
36 QFN
●
6x6
6x6
6x6
6x6
6x6
6x6
●
USB82514
36/56 QFN
6x6
6x6
●
●
●
Velký výkon,
cenově efektivní,
trhem ověřený
rozšíření USB2.0
portů
MultiTRAK™ Multiple Transaction
Translators (MTT)
Architecture
Malý příkon, malé
pouzdro
Možnosti
konfigurace pro
OEM
Špička v USB
kompatibilitě
Nově podpora
rozšířených
pracovních teplot
(USB251xB)
USB Battery
Charging spec 1.1
compliant
(USB251xB)
USB HUB
MultiTRAK
MultiTRAK odstraňuje zácpu (datovou na USB)
Ostatní USB 2.0 Hubs
SMSC USB2.0 Hubs*
S jedním transakční překladač
S více transakčními překladači
STT Hub
MTT Hub
Brzda Jedna TT
* Mimo USB2512


Jedna TT pro Hub per Hub
Jeden 12 Mbps kanál “sdílený”
všemi FS/LS zařízeními


Jedna TT pro port
“Vlastní” 12 Mbps kanál
pro každé FS/LS zařízení
Podle testů se to projeví nejzřetelněji při 4 připojených zařízeních – zrychlení o 50%
USB2512B/13B/14B
USB 2.0 HUB
Vlastnosti
UPSTREAM port k MCU/MPU/ASIC
• Plně kompatibilní se specifikací USB 2.0
• Řízení napájení každého portu s
podporou USB Battery Charging 1.1
• MultiTRAK – Každý port má vlastní
64 PIN
USB2517
transakční překladač, takže Upstream
USB2514B
port může běžet na stále stejné rychlosti 36 PIN
(neplatí pro USB2512B)
36 PIN
USB2513B
• PortMap – automatické mapování portů
• PortSwap – přehození pinů v páru
36 PIN USB2512B
• PHYBoost – Nastavitelná síla signálu
1
6
3
2
4
5
7
• Volitelní konfigurace v externí EEPROM
nebo slave na SMBus
• Napájení 3,0V – 3,6V
DOWNSTREAM porty k zařízením
• Pouzdro 36-QFN 6mmx6mm
• Rozsah teplot 0°C až +85°C
verze Bi od -40°C do +85°C
USB Controller HUB
Co to je USB Controller Hub?
●
USB HUB Function (2, 3, 4 port)
●
Se samostatným řadičem
●
–
GPIO, I2C™, SMbus,
–
Program je v SPI flash
UCH2 = USB2 Controller HUB
USB koncový bod
Úkoly samostatného řadiče
●
HUB nastavení při startu
●
“Quad Page” Nastavení
●
GPIO expandér pro HOST
●
Battery Charging – BC1.1 nebo BC 1.2
●
Spuštění vlastního kódu
USB2422 – lze přes I2C nastavovat a sledovat nabíjecí
profily dle BC 1.1 a konfigurovat porty
Jeden z mála dostupných pro malé zákazníky
Nové typy
USB 2.0 Controller HUB
USB2 Hub
Upstream
Downstream
Package
Applications
USB2532-1080AEN
USB
USB x2
36 QFN
Hub Controller – 2 Port
USB2533-1080AEN
USB
USB x3
36 QFN
Hub Controller – 3 Port
USB2534-1080AEN
USB
USB x4
36 QFN
Hub Controller – 4 Port
USB4624-1080HN
HSIC/USB
USB x2 / HSIC x2
48 QFN
Hub Controller with USB & HSIC
USB4604-1080HN
HSIC/USB
USB x4
48 QFN
Hub Controller with USB & HSIC
USB3813-1080XY
USB
USB x2 / HSIC x1
30 WLCSP
Mobile Hub Controller
USB3613-1080XY
HSIC
USB x2 / HSIC x1
30 WLCSP
Mobile Low-Power Hub Controller
Naming structure
●
USB46YX - HSIC upstream, X - # of ports, Y - # of HSIC ports, 48P QFN
●
USB38YX - USB upstream, X - # of ports, Y - # of HSIC ports, 30P
WLCSP
●
USB36YX - HSIC upstream, X - # of ports, Y - # of HSIC ports, 30P
WLCSP
●
USB253x- USB upstream, x=number of downstream USB ports, 36P QFN
USB 3.0 HUB
Features
USB5532B
USB5533B
USB5534B
USB5537B
2
3
4
7
64QFN
64QFN
64QFN
72QFN
MultiTRAK™




PortMap, PortSwap, TruSpeed, PHYBoost




Vendor Specific Messaging (VSM)




Custom configuration with SPI, SMB




Std Commercial Temp (0 to 70C)




Industrial Temp (-40 to 85C)




BC1.2 & Apple Charging




Support the USC1002 (Advanced Power
Management )




Designed for 2-Layer PCBs




# of Downstream Ports
Package
USB nabíjení
Nabíjení baterií
●
Nabíjení baterií je signalizováno na D- a D+
●
Existují 3 typy portů pro nabíjení
–
–
–
SDP – Standard Data Port = 500mA (USB2.0)
900mA (USB3.0)
CDP – Charging Data Port = 1500mA
Může být vyšší pro BC1.2 (vymění si informace)
DCP – Dedicated Charging Port = 1500mA nebo více
Nepřenáší data, ale existuje signalizace SE1
Též se označuje jako Dump Charging Port
UCS100x
Nabíjení baterií přes USB
●
●
UCS100x je na straně host pro USB nabíjení
Obvyklé použití
–
–
–
–
–
–
Počítačové USB porty (desktop/notebook)
Nabíječky USB
PC periférie (monitor, dock, tiskárna…)
Adaptéry do cigaretových zapalovačů
Automobily
Audio zařízení
UCS100x
Blokové schéma
USB HS Datový spínač
Spínání napájení
Měření proudu
Emulace nabíječky
UCS100x
Přehled typů
USB Port Power
Switch
Hi Speed USB
Switch
Charging Current
UCS1002-2 UCS1002-1 UCS1001-3 UCS1001-4 UCS1001-1 UCS1001-2
55mΩ
55mΩ
55mΩ
Y
Y
Y
Up to 2.4A Up to 2.25A Up to 2.4A
(12W)
(10W)
(12W)
9+
9+
Charging Emulation Programmabl Programmabl
Profiles Supported
e
e
9
12W
Y
10W
Y
Samsung Compatible
Y
Y
Y
BC1.2 CDP & DCP
Y
Y
Y
YD/T 1591(China)
Y
Y
Y
Programmable
Y
Y
N
Additional Profiles
Y
Y
Y
Charging Indicator
N
N
Y
Attach Detect
Indicator
Y
Y
N
Current
Measurement
Y
Y
N
Power Allocation
Y
Y
N
Discrete
Interface
SMBus/I2C SMBus/I2C
GPIO
20 pin 4x4
20 pin 4x4 20 pin 4x4
Package
QFN
QFN
QFN
55mΩ
Y
Up to 2.4A
(12W)
55mΩ
55mΩ
Y
Y
Up to 2.25A Up to 2.25A
(10W)
(10W)
9
Y
Y
Y
Y
N
Y
N
9
Y
N
Y
Y
N
Y
Y
9
Y
N
Y
Y
N
Y
N
Y
N
Y
N
N
Discrete
GPIO
20 pin 4x4
QFN
N
N
Discrete
GPIO
20 pin 4x4
QFN
N
N
Discrete
GPIO
20 pin 4x4
QFN
USB PHY
●
●
ULPI
je digitální rozhraní,
které propojuje USB PHY s
linkovou vrstvou. Využívá se k
tomu 8 nebo 12 pinů.
HSIC
dvou vodičové
rozhraní
nahrazující
USB
kabel určené pro komunikaci
mezi čipy
HSIC je 50R signál pro přenos
na vzdálenost okolo 10cm po
plošném spoji z materiálu
FR4.
●
Licence:
●
●
●
●
●
Novinka!
je
●
●
HSIC
TI
Intel
Marvel
Qualcomm
Freescale
Nvidea
USB3370
Rozhraní HSIC se používá
jako Upstream u několika
HUBů
USB3740
USB 2.0 Switch
Navržen pro přepínání high-speed USB 2.0 hostů

Multiplex z výstupů dvou USB host na jeden výstup

●
●
Enable DP/DM multiplexing
Pružné řešení pro více prvkové systémy
Velice malá spotřeba

●
●
Active (Switch ON) = 5uA (Vcc = 3V)
Standby (Switch OFF) = 0,01uA (Vcc = 3V)
USB 2.0 Switch parametry

●
●
●
●
●
●
USB datové signály od 0V do 3,3V
USB odpor přepínače < 6Ω
USB proud odpojeným vstupem <0,5μA
Přeslech <-40dB
Kapacita <6pF
Šířka pásma 1 GHz
ESD Ochrana

●
+/-15kV Air/Contact Discharge (IEC)
Pouzdro

●
10L-DFN – s roztečí 0,4mm nebo 0,5mm
USB Graphic
Stručně
Pozor: Slouží pro přenos již vypočítaného obrazu a zvuku přes USB2.0 a 3.0
MCP2200
Převodník USB na UART
Vlastnosti
• USB 2.0 s rychlostí FS (12Mb/s)
• USB zařízení kompozitní CDC
• 128 byte buffer pro Rx a Tx
• Používá standardní ovladač VCP
(Virtual Com Port)
• UART s rychlostí od 300baud do
1000kbaud
• Volitelné hardwarové řízení datového
toku
• 8 přístupných I/O pinů
• Oscilátor 12MHz
• Napájení 3,0V – 5,5V VDD
• Pouzdra SOIC, SSOP a QFN 5x5
• Rozsah teplot od -40°C do +85°C
MCP2210
Převodník USB na SPI
Vlastnosti
• Podpora USB 2.0 rychlost FS (12Mb/s)
• Třída zařízení HID
• Plně nastavitelný VID, PID a popis
• Používá standardní HID ovladače
• Nástroje pro nastavení a knihovny pro
manipulaci s SPI a 8 V/V piny
• Master SPI podporuje všechny 4
komunikační módy s rychlostmi od
1500b/s do 12Mb/s
• Maximální délka SPI transakce do
65535 bajtů
• Potřeba 12MHz krystal nebo oscilátor
• Napájení 3,3V – 5,5V
• Pouzdra SOIC, SSOP, 20-QFN 5x5
• Rozsah teplot od -40°C do +125°C
Kde hledat o USB?
●
USB2.0 and USB3.0 Specifications
–
–
●
●
USB Complete kniha od Jan Axelson
USB Made Simple, série článků o USB
–
●
http://www.usb.org/developers/docs/
Kapitola 11 o USB HUB ve specifikaci USB2.0
http://www.usbmadesimple.co.uk/
Microchip USB HUBs Data Sheets a
Application Notes
–
http://www.smsc.com/Products/USB/USB_Hubs
Konec
Děkuji za vaši pozornost
Miroslav Mácha