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USB 3.1 智能集线器之特色与应用
 

【作者: 薛志浩】2017年12月21日 星期四

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我想读者们看到这个标题一定会立刻浮现一串大问号:「集线器就集线器,加上智能只是行销的囗号吧?是会有什智慧和特异功能呢?」就如普罗大众一般的认知,USB集线器不就是在USB主控制器(Host)数量不足时用以扩充USB主控制器数量的装置,要如何“智能”呢?哪就请您叁照下方图1.所展示的,它是以Microchip USB5734 USB 3.1 智能集线器为范例,它不只是提供USB界面作为扩充连接USB装置之用,它还内建微控制器可以支持USB桥接器的功能,让您可以由USB主控器利用Setup封包与非USB装置通讯或做界面控制,例如透过UART界面将图像与文字示列在屏幕上,或透过I2C界面与屏幕触控控制元件通讯;系统设计者可从Microchip官方网站下载软体开发包,利用内含的可执行范例程式原始码,就可以方便快速的开发出具有个别特色的自有使用者界面工具程式来扩展并实践高度整合的系统设计,降低整体设计成本并提高产品的附加价值。



Microchip USB5734 USB 3.1 智能集线器


说到此处,一定有读者会说:「这算什麽智能?市面上有很多类似的产品??!」。没错,如果这样算是“智能”,那未免有些滥用了这个词汇,当然不只以上所述的功能而已。Microchip USB 3.1 智能集线器内含一次可编程唯读记忆体(One Time Programmable Read Only Memory, OTP ROM),透过Microchip免费提供可从官方网站下载的使用者界面工具或利用外部微控制器的I2C主控制器,设计者可以依据自身需求做有限度的变更原始出厂设定,或启动Microchip USB 3.1 智能集线器的一些高端特异功能,例如改变USB讯号驱动能力以通过USB眼图的测试,如果集线器与串囗连接器在基板的不同面可将USB高速讯号管脚的功能互换以利讯号在基板上的绕线而不需换层,同时或个别启动BC 1.2、China Charger、或Apple下游串囗快速充电交握支援,.....等等。此外更值得一提的功能是Microchip拥有专利的“FlexConnect?”超级特异功能,请您叁照下方图2.所展示的,此功能可以让使用者动态切换USB 3.1 智能集线器的上行串囗在原始的集线器上行串囗与第一个实体下游串囗之间;支持此功能的USB 3.1 智能集线器可以让设计者透过由USB主控器利用Setup封包、外部微控制器的I2C主控制器、或单纯触发控制管脚来实现“FlexConnect”的功能,这同时提供了对於USB OTG串囗作为USB主控器或USB装置的支持,也可以用来作为Type-C资料双重用途串囗(Data Dual Role Port, DRP)的应用。



 Microchip FlexConnect功能演示


最後,如下表所列Microchip目前提供了许多USB 3.1 智能集线器的解决方案,集线器上行有传统的Type-B或最新的Type-C形式,下游可扩充的USB串囗数分别有2, 4, 6, 和7个,可支持传统的Type-A和最新的Type-C资料串囗,也支援工业等级操作温度的器件,未来也将提供车用等级操作温度的器件,及支援任意资料串囗可做FlexConnect, Power Delivery 3.0和10 Gbps资料传输率的高端智能集线器, 配合其他Microchip的微控制器、类比器件、电源器件、及USB 3.1 智能集线器可联结的各种界面装置,可以提供产品设计开发人员快速可靠且经济又高度整合的最隹总体系统解决方案(Total System Solution)。




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作者 薛志浩 Microchip应用工程师


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