Vývojový kit RASPBERRY PI FTDI RPI-HUB module RPi HUB modul se připojuje k počítači Raspberry-Pi a rozšiřuje množství rozhraní, které lze použít z host zařízení. RPi HUB modul také poskytuje dvojitý kanál USB UART/245FIFO/SPI/I²C/JTAG/GPIO převaděč rozhraní. 1. Úvod RPi HUB modul postavený na FT2232H je modul rozšíření rozhraní USB na UART/245FIFO/SPI/ I²C/JTAG/GPIO zaměřený na připojení počítače Raspberry-Pi k rozšíření počtu rozhraní. Nicméně není omezen jen na toto použití. Lze jej také použít jako rozbočovač na výpočetním modulu FT2232H. Tento modul má USB 2.0 Hi-Speed hub čip, který podporuje až tři externí USB porty: 2 pomocí dvojitého USB konektoru a 1 pomocí pinů DIL konektoru. Navíc díky použití FT2232H USB Hi-Speed dual-port bridge chip, který obstarává všechnu USB signalizaci a protokoly, může modul snadno podporovat až dva flexibilní porty rozhraní. Je ideální pro účely vývoje, abyste rychle prokázali funkcionalitu přidání USB k cílovému návrhu. Tento modul využívá GL850G USB 2.0 hub controller, který poskytuje ekonomické a široce využívané USB 2.0 řešení, abyste získali až 4 USB porty. GL850G je USB řešení využívající jeden čip. GL850G je plně funkční řešení, které podporuje jak individuální, tak skupinové módy správy a má dvojbarevnou (zelená/žlutá) stavovou LED. FT2232H použitá na modulu FTDI páté generace USB zařízení. FT2232H je USB 2.0 Hi-Speed (480Mb/s) na UART/MPSSE IC. Zařízení má dvě rozhraní, která lze konfigurovat pro asynchronní nebo synchronní sériovou komunikaci nebo paralelní FIFO rozhraní. Dvě rozhraní lze také nezávisle konfigurovat pomocí MPSSE. To umožňuje FT2232H pracovat jako dva UART/Bit-Bang porty nebo dva MPSSE, které lze použít pro emulaci JTAG, SPI, I²C, Bitbang nebo jiné synchronní sériové módy. Všechny I/O RPi HUB modulu pracují při 3.3V TTl a jsou bezpečné na 5V. FT2232H MPSSE rozhraní jsou ovládána pomocí USB, pro detaily o MPSSE viz aplikační poznámka AN 108. Pro více detailů o FT2232H viz datasheet DS_FT2232H. 1.1 Informace pro objednání Název výrobku Objednávací kód Popis RPi HUB Module RPi-HUB-Module Převáděcí modul USB HUB a USB na dvojitý kanál multi rozhraní navržený pro Raspberry Pi.
Použití FTDI zařízení v zařízeních podpory života a/nebo bezpečnostní aplikace je zcela na riziku uživatele. Uživatel souhlasí, že bude bránit, pojistit a chránit FTDI před všemi poškozeními, načeními, žalobami a dalšími věcmi, které by vzešly z jeho použití. 2. Detaily výrobku 2.1 Vlastnosti RPi HUB modul má následující vlastnosti: Obecné: - Kompatibilní s USB 2.0 Hi-Speed - Jedna standardní zástrčka USB typu A pro připojení k Host. - USB Hi-speed FT2232H zařízení pro USB-Serial/Bit bang komunikace. Celý USB protokol je obstarávám USB modulem. - USB 2.0 Hi-Speed hub controller zapojený pro podporu až 3 USB portů. - K dispozici externí napájecí konektor pro napájení externích USB portů. - Podpora USB pozastavení a pokračování. - Základně do dvou nezávislých UART rozhraní. - Všechny I/O piny jsou bezpečné při 5V. - UART přenos dat od 300 bau do 12 Mbaud při 3.3V TTL úrovních. - Synchronní sériová (MPSSE) data až do 30Mbps na JTAG, SPI a I²C. - Jeden dual-port konektor USB typ A a header s rozestupem 0.1'' pro podporu až 3 USB portů. - Zelená/červená stavová LED pro USB porty 1 a 2. - LED indikace napájení externích USB portů. - Na desce EEPROM 93LC56 pro konfiguraci FT2232H. - Kompatibilní s UHCI/OHCI/EHCI host ovladačem.
2.2 Podpora ovladačů Ovladače VIRTUAL COM PORT (VCP) a D2XX DIRECT DRIVERS (USB Drivers + DLL S/W rozhraní) zdarma pro: - Windows 7 32, 64-bit - Windows Vista - Windows XP 32, 64-bit - Windows XP Embedded - Windows CE.NET 4.2, 5.0 a 6.0 - MAC OS OS-X - Linux 2.6.32 nebo novější - ARM Linux - Android Ovladače vypsané výše jsou všechny k dispozici zdarma na www.ftdichip.com. Jsou k dispozici také ovladače od různých třetích stran pro různé další operační systémy - pro detaily navštivte www.ftdichip.com. Pro pokyny k instalaci ovladačů viz http://www.ftdichip.com/Support/Documents/InstallGuides.htm. 2.3 Přehled funkcí Diagram RPi HUB modulu vidíte na obrázku 1.2.
Obrázek 1.2 . Diagram RPi HUB modulu Diagram na obrázku 1.2 zobrazuje: RPi HUB modul převede signály ze zařízení GL850G a FT2232H do dvou 2X12pin, 0.1'', headery a konektor dual-port USB typ A. To umožňuje snadné spojení s většinou PCB header zdířek a plochých kabelů. Použití FT2232H připojeného k RPi. Operační systém RPi základně obsahuje nezbytné ovladače virtuálního com portu (VCP) pro připojení k oběma portům na FT2232H skrze TTY. Ovladače FTDI D2XX, které umožňují připojení k FT2232H pomocí DLL, jsou k dispozici zdarma zde: www.ftdichip.com/Drivers/D2XX/Linux/libftd2xx1.1.10.tar.gz. Pro více informací o FTDI ovladačích viz http://www.ftdichip.com/Drivers/D2XX.htm. Hlavní cílová aplikace pro RPi HUB modul je tak, že jej lze připojit v počítači Raspberry-Pi jako rozšiřující modul. RPi HUB modul rozšiřuje rozhraní počítače Raspberry-Pi pomocí 3 USB portů a 2 sériových portů. Více informací o počítači Raspberry-Pi je k dispozici na http://www.Raspberry-Pi.org/
3 Pin Out a popis signálu 3.1 Popis konektoru modulu
Obrázek 3.1 - Popis RPi HUB konektoru modulu (pohled shora) RPi HUB modul má na desce 4 konektory. Detailní popis najdete v následující tabulce. Konektor
Popis
CN1
Konektor signálu USB typu A pro připojení host portu.
CN2
Konektor dual-port USB typu A pro připojení 2 USB zařízení.
CN3
+5V napájení z externího PSU pro napájení modulu.
J1
0.1'' 2X12-pin header
J2
0.1'' 2X12-pin header
Detailní popis všech pinů je v následující části. 3.2 Popisy FT2232H pinu a signálu Seznam možných funkcí pro každý signální pin FT2232H je na obrázku 3.1. FT2232H Pin
Funkce pinů závisí na konfiguraci EEPROM
Pin Název pinu #
UART
245 FIFO 245 FIFO SYNC
ASYNC Bit-bang
SYNC Bit- MPSSE bang
Rychlé sériové rozhraní
CTUP FIFO
styl Host Bus emulace
USER CHANNEL B
D0
AD0
Kanál A 16
ADBUS0
TXD
D0
D0
D0
D0
TCK/SK
17
ADBUS1
RXD
D1
D1
D1
D1
TDI/DO
D1
AD1
18
ADBUS2
RTS#
D2
D2
D2
D2
TDO/DI
D2
AD2
19
ADBUS3
CTS#
D3
D3
D3
D3
TMS/CS
D3
AD3
21
ADBUS4
DTR#
D4
D4
D4
D4
GPIOL0
D4
AD4
22
ADBUS5
DSR#
D5
D5
D5
D5
GPIOL1
D5
AD4
23
ADBUS6
DCD#
D6
D6
D6
D6
GPIOL2
D6
AD6
24
ADBUS7
RI#
D7
D7
D7
D7
GPIOL3
D7
AD7
26
ACBUS0
TXDEN
RXF#
RXF#
**
**
GPIOH0
CS#
A8
27
ACBUS1
**
TXE#
TXE#
WRSTB#
WRSTB#
GPIOH1
A0
A9
28
ACBUS2
**
RD#
RD#
RDSTB#
RDSTB#
GPIOH2
RD#
A10
29
ACBUS3
RXLED#
WR#
WR#
**
**
GPIOH3
WR#
A11
30
ACBUS4
TXLED#
SIWUA
SIWUA
SIWUA
SIWUA
GPIOH4
SIWUA
A12
32
ACBUS5
**
CLKOUT
**
**
**
GPIOH5
**
A13
33
ACBUS6
**
OE#
**
**
**
GPIOH6
**
A14
34
ACBUS7
**
**
**
**
**
GPIOH7
**
A15
Kanál B 38
BDBUS0
TXD
D0
D0
D0
TCK/SK
FSDI
D0
CS#
39
BDBUS1
RXD
D1
D1
D1
TDI/DO
FSCLK
D1
ALE
40
BDBUS2
RTS#
D2
D2
D2
TDO/DI
FSDO
D2
RD#
41
BDBUS3
CTS#
D3
D3
D3
TMS/CS
FSCTS
D3
WR#
43
BDBUS4
DTR#
D4
D4
D4
GPIOL0
D4
IORDY
44
BDBUS5
DSR#
D5
D5
D5
GPIOL1
D5
CLKOUT
45
BDBUS6
DCD#
D6
D6
D6
GPIOL2
D6
I/O0
46
BDBUS7
RI#
D7
D7
D7
GPIOL3
D7
I/O1
48
BCBUS0
TXDEN
RXF#
**
**
GPIOH0
CS#
**
52
BCBUS1
**
TXE#
WRSTB#
WRSTB#
GPIOH1
A0
**
53
BCBUS2
**
RD#
RDSTB#
RDSTB#
GPIOH2
RD#
**
54
BCBUS3
RXLED#
WR#
**
**
GPIOH3
WR#
**
55
BCBUS4
TXLED#
SIWUB
SIWUB
SIWUB
GPIOH4
SIWUB
**
57
BCBUS5
**
**
**
**
GPIOH5
**
**
58
BCBUS6
**
**
**
**
GPIOH6
**
**
59
BCBUS7
PWRSAV#
PWRSAV#
PWRSAV#
PWRSAV#
PWRSAV#
GPIOH7
PWRSAV#
PWRSAV#
PWRSAV#
60
PWREN #
PWREN#
PWREN#
PWREN#
PWREN#
PWREN#
PWREN#
PWREN#
PWREN#
PWREN#
36
SUSPEND # SUSPEND# SUSPEND# SUSPEND# SUSPEND# SUSPEND# SUSPEND# SUSPEND# SUSPEND# SUSPEND# Konfigurace paměťového rozhraní
63
EECS
62
EECLK
61
EEDATA
3.3 Popisy pinů modulu a signálu Popisy pinů J1 a J2 jsou v následujících dvou tabulkách. Pin konektoru Název Popis J1-1
AC7
FT2232H ACBUS7 pin
J1-2
AC6
FT2232H ACBUS6 pin
J1-3
AC5
FT2232H ACBUS5 pin
J1-4
AC4
FT2232H ACBUS4 pin
J1-5
AC3
FT2232H ACBUS3 pin
J1-6
AC2
FT2232H ACBUS2 pin
J1-7
AC1
FT2232H ACBUS1 pin
J1-8
AC0
FT2232H ACBUS0 pin
J1-9
AD7
FT2232H ADBUS7 pin
J1-10
AD6
FT2232H ADBUS6 pin
J1-11
AD5
FT2232H ADBUS5 pin
J1-12
AD4
FT2232H ADBUS4 pin
J1-13
AD3
FT2232H ADBUS3 pin
J1-14
AD2
FT2232H ADBUS2 pin
J1-15
AD1
FT2232H ADBUS1 pin
J1-16
AD0
FT2232H ADBUS0 pin
J1-17
SUSPEND# FT2232H SUSPEND# pin
J1-18
GND
Uzemnění
SIWUB
J1-19
PWRN#
FT2232H PWRN# pin
J1-20
RESET#
FT2232H RESET# pin
J1-21
PAMBER4
USB hub downstream port 4 LED Overcurrent indicator signal pin
J1-22
PGREEN4
USB hub downstream port 4 LED Traffic indicator signal pin
J1-23
DP4
USB hub downstream port 4 D+ signal pin
J1-24
DM4
USB hub downstream port 4 D- signal pin
Pin konektoru Název
Popis
J2-1
BD0
FT2232H BDBUS0 pin
J2-2
BD1
FT2232H BDBUS1 pin
J2-3
BD2
FT2232H BDBUS2 pin
J2-4
BD3
FT2232H BDBUS3 pin
J2-5
BD4
FT2232H BDBUS4 pin
J2-6
BD5
FT2232H BDBUS5 pin
J2-7
BD6
FT2232H BDBUS6 pin
J2-8
BD7
FT2232H BDBUS7 pin
J2-9
BC0
FT2232H BCBUS0 pin
J2-10
BC1
FT2232H BCBUS1 pin
J2-11
BC2
FT2232H BCBUS2 pin
J2-12
BC3
FT2232H BCBUS3 pin
J2-13
BC4
FT2232H BCBUS4 pin
J2-14
BC5
FT2232H BCBUS5 pin
J2-15
BC6
FT2232H BCBUS6 pin
J2-16
BC7
FT2232H BCBUS7 pin
J2-17
DATA
FT2232H SUSPEND# pin
J2-18
GND
Uzemnění
J2-19
CLK
FT2232H EECLK pin
J2-20
VCCSW
Přepínací zdroj napájení z VBUS
J2-21
CS
FT2232H EECS pin
J2-22
VCC3V3
3.3VDC generovaný z VCC (výstup)
J2-23
VBUS
USB +5V VBUS napájecí pin (výstup) upstream USB portu
J2-24
VCC5V
+5V napájecí pin.
Ve většině případů je pin FT2232H přímo připojen k souvisejícímu pinu na J1 nebo J2. Na FT2232H Hub-I/O je také několik LED pro indikaci stavu napájení a USB hub port. Detaily funkcí LED jsou popsány v následující tabulce. LED Barva Funkce POWER Žlutá
Aktivní napájení do downstream USB portů
PORT1
Červená Příliš vysoký proud na downstream USB port 1
PORT1
Zelená
Výpočet proud na downstream USB port 1
PORT2
Zelená
Výpočet proud na downstream USB port 2
PORT2
Červená Příliš vysoký proud na downstream USB port 2
4. Průvodce napájením Když je RPi HUB modul připojen k desce Raspberry Pi, musí být napájen externím+5V napájením. Deska Raspberry Pi může být napájena připojením P1-02 headeru k J2-24 na RPi HUB modulu. V současné době Raspberry-Pi používá pojistku 140mA na napájecí lince k USB konektoru. Tato pojistka neumožňuje postačující proud k napájením RPi HUB modulu z tohoto USB konektoru. Konfigurace napájené pomocí USB Bus může být použita s jinými host zařízeními, např. PC nebo laptopy. Abyste umožnili externí napájení, dejte jumper JP1 a JP2 na pozici SELF, piny 2 a 3 zkratované u obou jumperů. Maximální celkový proud spotřebovávaný externími USB zařízeními na downstream portu 1 a 2 je 1A. Pokud celkový proud přesáhne 1A, pojistka na RPi HUB modulu odpojí napájení k USB downstream portům. Pokud toto nastane, pak LED PORT1 a PORT2 na modulu se rozsvítí červeně, aby indikovaly stav příliš vysokého proudu. Při napájení z USB je odhadovaný proud spotřebovaný obvody na modulu mezi 100 a 300mA v závislosti na použití. Uživatel by měl zajistit, že host zařízení zvládá napájet tímto proudem pomocí USB. 5. Mechanické detaily Mechanické detaily RPi HUB modulu jsou níže:
Všechny rozměry jsou v milimetrech. Headery J1 a J2 jsou upevněny na vrchu DPS a celková výška je 10.8mm a tělem, které odhaluje 5.3mm pinů. Piny mají 0,16 cm².
6. Schématický diagram
Dodatek A - EEPROM konfigurace FT2232H RPi HUB module využívá EEPROM, který obsahuje USB konfigurační řetězce pro FT2232H. Když je RPi HUB modul zapojen do PC, je proveden reset USB a PC přečte tyto řetězce. Základní hodnoty uložené do EEPROM jsou definovány v následující tabulce. Parametr Hodnota Poznámka USB Vendor ID (VID)
0403h
FTDI základní VID (hex)
USB Product UD (PID)
6010h
FTDI základní PID (hex)
Umožněno sériové číslo?
Ano
Sériové číslo
Viz poznámka
Stahovací I/O piny v USB Znemožněno zastaveny
Unikátní sériové číslo je generováno a programováno do EEPROM během finálního testu Umožněním této volby při vypnutí napájení stáhnete zařízení na UART rozhraní (PWREN# je high)
Název výrobce
FTDI
Popis výrobku
FT2232H RPi HUB Module
Max. napájecí proud sběrnice
90mA
Napájení
Napájeno sběrnicí
Typ zařízení
FT2232
Verze USB
0200
Pošle popis USB 2.0 do host zařízení.
Dálkové probuzení
Umožněno
Low RI# probudí USB host kontrolér z pozastavení.
Vysoký proud I/O
Umožněno
Umožní vysoký drive level na I/O pinech.
Načtení VCP ovládače
Umožněno
Zařízení načte rozhraní VCP ovladače pro zařízení.
EEPROM pro FT2232H čip na RPi HUB modulu lze přeprogramovat přes USB pomocí programu FT_Prog. FT_Prog lze stíhnout ze stránky http://www.ftdichip.com/Support/Utilities.htm. Uživatelé, kteří nemají vlastní USB Vendor ID, ale chtěli by mít unikátní Product ID ve svém návrhu mohou použít FTDI pro unikátní PID. Kontaktujte podporu FTDI pro tuto službu. GM electronic spol. s r.o.
