USB2514B-AEZC-TR器件介绍

USB2514B-AEZC-TR是由Microchip公司生产的一款USB集线控制器，是一款功能强大、灵活且易于使用的USB集线控制器，具有2、3或4个下游端口的控制器IC。该器件具有许多独特的特性，包括MultiTRAKTM，一种高性能多事务转换器，每个端口提供一个事务转换器，适用于各种需要USB端口扩展和电池充电功能的应用。

USB2514B-AEZC-TR器件特点

  1. 高性能、低功耗、小尺寸：该器件是一款高性能的USB集线器，具有低功耗特性，适用于各种嵌入式USB解决方案。同时，其小尺寸封装使得它在空间有限的应用中也有很好的适用性。
  2. 多事务转换能力：USB2514B-AEZC-TR配备了MultiTRAKTM高性能多事务转换器，每个端口都提供一个事务转换器，从而提高了数据传输效率。
  3. 灵活的端口配置：该器件支持灵活的端口映射和禁用排序，这为用户提供了更多的配置选项，可以根据实际需求调整端口的使用方式。
  4. 支持电池充电：USB2514B-AEZC-TR的每个下游端口都可以作为充电下游端口（CDP），支持USB电池充电1.1规范，为使用标准USB端口的兼容移动电话或便携式电子设备提供通用的电池充电能力。
  5. 强大的编程功能：该器件提供了可自定义的供应商ID、产品ID和设备ID，这为用户提供了更多的个性化定制选项。同时，它还支持板载24 MHz晶振驱动器或外部24 MHz时钟输入，可以根据实际需求选择时钟源。
  6. 宽温度范围支持：USB2514B-AEZC-TR产品支持0°C至85°C的扩展商业温度范围，而USB251xBi产品则支持-40°C至85°C的工业温度范围，这使得它可以在各种环境下稳定运行。
  7. ESD保护：该器件提供了4 kV HBM JESD22-A114F ESD保护（有电和无电），有效提高了设备的抗静电能力。
  8. 支持多种供电方式：USB2514B-AEZC-TR支持自供电或总线供电操作，这使得它在不同的应用场景中具有更大的灵活性。

引脚图及引脚介绍

USB2514B-AEZC-TR器件的部分引脚介绍如下：

  • VDD33：电源引脚。它用于为器件提供正常工作所需的电源电压。在设计电路时，需要确保该引脚连接到适当的3.3V电源，并且电源的稳定性对于器件的正常工作至关重要。
  • VDDA33：模拟电源引脚。与VDD33不同，它专门为器件的模拟电路供电。在布局布线时，应当注意将模拟电源和数字电源分开，以减少噪声和干扰。
  • OCS_N：过流保护状态引脚。当器件检测到过流条件时，该引脚会输出一个低电平信号。这个引脚可以用于外部电路监测，以便在过流发生时采取相应的保护措施。
  • TEST：测试引脚。这个引脚用于在测试模式下对器件进行功能测试。在正常的应用电路中，这个引脚通常不需要使用。
  • CRFILT：时钟滤波引脚。它用于对器件的时钟信号进行滤波，以减少噪声和干扰。在实际应用中，可以根据需要添加适当的滤波器或电容来改善时钟信号的质量。
  • USBDM_DN 和 USBDP_DN：这两个引脚分别是USB的差分负和差分正信号引脚。它们用于传输USB数据信号，并连接到下游设备的USB接口。在布局布线时，应当注意这两个引脚的走线长度和匹配性，以确保USB信号的正确传输。
  • RBIAS：参考偏置引脚。它用于为器件的内部电路提供参考偏置电压。在实际应用中，通常不需要对这个引脚进行外部连接或修改。

原理图及工作原理

USB2514B-AEZC-TR器件是一款USB 2.0集线器控制器，其工作原理主要涉及USB信号的接收、处理、转发以及集线器功能的管理。以下是其工作原理的简要概述：

  • 信号接收：USB2514B-AEZC-TR通过其USB接口引脚（如USBDM_DN和USBDP_DN）接收来自上游设备（通常是主机）的USB信号。这些信号包括数据、地址、配置和控制信息等。
  • 信号处理：接收到信号后，USB2514B-AEZC-TR会对信号进行解码和识别，以确定其类型和目的。解码后的信号会被送往内部逻辑电路进行处理，如数据缓冲、协议转换等。
  • 数据转发：处理后的数据会被转发到相应的下游端口。USB2514B-AEZC-TR支持多个下游端口，每个端口都可以独立地接收和发送数据。通过内部的多事务转换器（MultiTRAKTM），该器件能够同时处理多个端口的数据传输，实现高速、高效的数据交换。
  • 集线器功能管理：除了数据转发外，USB2514B-AEZC-TR还负责管理集线器的功能。它可以识别并响应来自上游设备和下游设备的各种请求和命令，如设备枚举、配置更改、电源管理等。此外，该器件还支持热插拔功能，即可以在不关闭系统的情况下添加或移除下游设备。
  • 电源管理：USB2514B-AEZC-TR还支持电源管理功能，可以根据需要为每个下游端口提供适当的电源。这有助于节省能源并延长系统的使用寿命。

封装图

USB2514B-AEZC-TR器件的封装为QFN-36。封装图如下所示：

PHYBoost功能如何改善USB信号完整性

在USB数据传输过程中，信号可能会受到各种因素的影响，如PCB布局、模拟开关、长电缆等。这些因素可能导致USB信号的衰减、失真和干扰，从而影响信号的质量和传输的稳定性。为了解决这些问题，USB2514B-AEZC-TR器件提供了PHYBoost功能。

PHYBoost功能通过调整USB信号的驱动能力，可以在一定程度上恢复信号的完整性。具体来说，USB2514B-AEZC-TR提供了四级可编程USB信号驱动能力（0%、+4%、+8%和+12%）。用户可以根据实际应用场景和信号质量需求，选择合适的驱动能力值。

当USB信号在传输过程中出现衰减或失真时，可以尝试通过增加PHYBoost值来提高信号的驱动能力。这样可以增强信号的传输质量和稳定性，从而改善信号的完整性。需要注意的是，虽然PHYBoost功能可以改善USB信号的完整性，但过度增加驱动能力可能导致信号过驱动，产生新的干扰和失真。