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
