USB集线器与供电解决方案

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MultiTRAK™
Microchip USB2.0集线器*
采用MultiTRAK
To HS Host
To HS Host
其他USB 2.0集线器
MultiTRAK
Upstream PHY SIE
Speed Key: 480 Mbps Path 12 Mbps Path
Upstream PHY
Speed Key: 480 Mbps Path 12 Mbps Path
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I/O桥接
UCH2可用于各种功能（绿）
• •
I2CTM、UART和GPIO桥接 主机可直接访问寄存器
GPIO
打印机
主机
GPIO
下行4
下行3 下行2 下行1
UART LCD显示器
上行
UCH2
I2C I2C
Dongle
风扇控制器
RS232桥接
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LCD显示屏
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智能手机
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高速通信接口（ HSIC）
•
•
• • •
•
由MCHP开发 2引脚芯片间互连，带宽与USB2相同（ 480 Mbps） 无需在USB2生态系统中专为5米电缆设计的模拟收发器 1.2V信号传输降低系统功耗（USB2的信号传输电压为3.3V） 与USB主机100%软件兼容 定义的最长走线长度为10 cm（4英寸）
HSIC 数字 PHY （设备模式） USB设备 控制器
SoC
产品
产品
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集线器配置管理
Microchip 其他
SPI
EEPROM/ Flash
竞争对手 的集线器
SPI
EEPROM/ 闪存
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“Protouch”编程工具
生成配置参数并烧写USB集线器集成的 OTP存储器
• • •
客户可使用工具优化其特定设计的功能 可在任何Windows® 计算机平台上运行 • 通过USB电缆，使用VSM工作 可编程外部SPI闪存（若使用）
可通过三种方式编程
•
VSM、I2CTM或JTAG
查看
配置 编程
目前，我们是市场上唯一提供HSIC解决方案的供应商！
所有主要处理器都具有HSIC
USB
USB主机 控制器
USB2.0 PHY SoC
HSIC
USB主机 控制器
HSIC数字 PHY （主机模式） SoC
可使用5m电缆
DP
DM
仅10 cm走线
HSIC
选通
HSIC 数据
USB2.0 PHY SoC USB 设备 控制器
To FS Peripheral
To FS Peripheral
To FS Peripheral
To FS Peripheral
.... ....
Downstream PHY #4
To FS Peripheral
* 不包括USB2502


每个端口一个TT 每个下行端口FS/LS设备“专用” 12 Mbps传输管道
逻辑连接
物理连接
P1: P2: P3: P4:
Connected Connected Disabled Disabled
P0
P1 P2 P3 P4
Disabled Connected Disabled Connected
USB端口可视化
12/11/2014
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12/11/2014
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USB 2.0集线器
USB2.0集线器概述
价值定位：
• • • • • • •
架构：集线器
处理器 集线器
在USB2.0集线器领域享有盛名 丰富的产品，适用于消费类、工业和汽车领域 一流的2、4或7端口具有丰富功能的集线器 高度集成的集成控制器简化了使用，提高了灵活性 小封装尺寸和卓越的功耗 嵌入式USB应用HSIC接口的创始人 在移动市场占据重要席位，可扩展处理器的I/O连接 端口
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USB的基本架构

USB以“主机”为中心 ——必须存在主机 USB开关提供“备用端口” 集线器提供“端口扩展”
Processor
U P L H P I Y
USB Host Controller
汽车中控盒
USB2422
超极本 服务器
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开发工具： EVB-USB2534BC EVB-USB4604FLEXH EVB-USB4624BCUH EVB-USB2422
* 对于USB3x13，使用 EVB-USB4604FLEXH或EVB-USB4624BCUH
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LPM USB信号传输
LPM （改进的USB规范）提供高效的低功 耗状态和特性： 由LPM快速切换输入/输出 使用LPM， 可最多节省25%的系统功耗 需要在主机和设备上都实现LPM 所有主要的处理器都支持LPM （主机端） 只有MCHP的集线器支持 LPM！
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. . .
嵌入式USB
处理器 集线器
键盘
Wi-Fi®
传பைடு நூலகம்器
应用：
平板电脑/ 电子书
LCD-TV
产品和工具：
产品 USB253x USB3x13 USB46x4 接口 USB USB/HSIC USB/HSIC USB 关键特性 集成控制器，灵活的连接，电池充电检测 小型封装，与USB253x具有相同特性 48QFN封装，与USB253x具有相同特性 适用于兼具成本效益的应用的2端口集线器
拥塞点—— 单个TT瓶颈
SIE
Hub Repeater
TT
TT
TT
.... .... ....
TT
Routing Logic
Downstream PHY #1
Downstream PHY #2
Downstream PHY # N
Downstream PHY #1
Downstream PHY #2
To FS Peripheral
PC通过ProTouch编程工具烧写我们集线器中的 嵌入式OTP存储器 4页的存储器用于完全编程和控制 瞧，无需外部存储器！
PC通过SPI端口编程外部闪存 瞧，它们需要外部闪存，当然要增加约0.25美元的成本！
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48引脚QFN（7x7 mm）
USB3613和USB3813
小巧的封装，是移动应用的理想选择
规范 上行端口 下行端口 参考时钟 封装
12/11/2014 * 可共享系统参考时钟
HSIC端口：USB3613 USB端口： USB3813
USB3x13
USB3613 HSIC
USB3813 USB2.0
14025 USB集线器和供电
USB的核心技术
USB2.0市场的领导者 USB3.0连接 速度是USB2.0的10倍。 5 Gbps的传输速率可同时 支持多路高带宽应用。 MCHP的这一知识产权创造 了价值，使得令人兴奋的新 应用应运而生。
• • •
十年USB2.0主机和设 备的互操作性检验 27+ USB认证集线器 HSIC拓展了USB2.0 互连在移动市场中的 应用
2 x USB2.0 / 1 x HSIC 12/19.2/26/38.4 MHz* 30球WLCSP（2.5 x 2.9mm）
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PortSwap
在USB差分对引脚位置添加可按端口编程的功能，允许将USB信号（ D+/D- ） 直接与连接口对齐，避免PCB上USB差分信号的走线长度不等或交叉
USB 连接器
USB 连接器
D+ D-
DD+
DD+
DD+
12/11/2014
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与USB253x系列具有相同的特性 USB4604和USB4624
带有HSIC和额外GPIO的通用集线器
规范 上行端口 下行端口 封装 USB4604 USB4624 USB2.0 或HSIC 4 x USB2.0 2 x USB2.0 / 2 x HSIC
HSIC ports (USB4624)
USB46x4

每个集线器一个TT 4个下行端口FS/LS设备“共享” 12 Mbps传输管道
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PortMap
提供灵活的端口映射和“disable”序列
对于被禁止的任何端口，集线器会自动重排剩下的端口以匹配 USB主机控制器的端口编号机制。
所有端口上的高级电池充电器检测
•
提供工业级温度型号 与现有USB251xB引脚兼容
• • •
保留所有传统功能 显著降低功耗 与Win8兼容
12/11/2014
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USB46x4和USB3x13系列
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集线器 —— 核心技术
链路电源管理 （LPM）
不采用LPM 采用LPM
传统USB信号传输
即便没有要发送的数据，传统USB规范仍 会要求每1 ms查询一次，即USB主机查询 USB设备，使得总线始终处于活动状态 。 即使没有事件发生，也消耗了功率
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灵活连接
通过交换集线器端PORT0和PORT1的电缆连接，可方便地交换 USB集线器设备和主机端口 支持在系统想要临时充当USB主机时“角色反转” PORT0和PORT1在芯片内部“交换” 所有设备都必须遵从“当前的”主机
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USB2.0
USB3.0
供电/充电
闪存媒体访问
闪存和媒体在各式各样的应 用和市场中普遍存在。 MCHP提供快速可靠的解决 方案， 确保可靠而安全的 访问。
闪存媒体
供电
要扩展USB总线供电应用 使之支持高性能设备是一 项挑战，会面临延长电缆、 ESD、无缝互操作性以及 复杂的功耗管理机制等问 题。
引领USB功能和带宽的进步！
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PHYBoost
在下行端口收发器中提供4种可编程信号驱动强度（0%、+4%、+8%和 +12%） 尝试恢复由于以下系统级变量导致受损的USB信号完整性： 糟糕的PCB布线 模拟开关 长电缆等
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VariSense Technology™
4种可编程设置，用于调节USB PHY接收器的灵敏度，从而应对严重的 信号损失
基本USB PHY仅有系统架构
全功能系统架构 ，不采用
VariSense FAILS EL_17
全功能系统架构，采用
VariSense PASSES EL_17
注：值仅用于举例说明。实际值可能有变化。
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推出USB253x系列
“4页”配置管理
• •
使客户在烧写集线器控制器时享有最大的灵活性 提供ProTouch编程工具
支持低功耗和LPM 灵活连接（端口反转） 新的I/O桥接功能
•
可编程接口（GPIO、I2CTM和SMB） 兼容BC1.1、BC1.2、Apple充电和国产充电器规范
器件 USB2532 USB2533 USB2534 端口数 2 3 4 QFN36 （6 x 6 mm） 封装
P H Y
USB2
HUB
Card Reader Flash Media + HUB
SW HUB + 10/100/ 1000 ENet
MCHP提供ULPI物理层器件 MCHP提供USB2开关 MCHP提供USB集线器 MCHP提供USB闪存媒体控制器 MCHP提供USB集线器 + 闪存媒体控制器 MCHP提供USB集线器 + 以太网控制器