【无标题】USB2514i USB HUB使用经验总结

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

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

图2

图3

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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