EVB - USB3320 USB 收發(fā)器評估板使用指南

在電子設(shè)備的設(shè)計與開發(fā)中，USB 接口的應(yīng)用極為廣泛。SMSC 推出的 EVB - USB3320 USB 收發(fā)器評估板為工程師們提供了一個便捷的平臺，用于測試和開發(fā) USB 相關(guān)的應(yīng)用。本文將詳細(xì)介紹這款評估板的特點、使用方法以及相關(guān)注意事項。

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1. 評估板概述

EVB - USB3320 是一款子卡，它通過 T&MT 連接器插入用戶的測試系統(tǒng)，與 USB 鏈路層相連，可構(gòu)建 USB 主機(jī)、設(shè)備或 On - the - Go（OTG）系統(tǒng)。該評估板采用了 USB3320 封裝芯片以及實現(xiàn) USB 收發(fā)功能所需的所有外部組件。

1.1 供電要求

• VBUS 電壓：在主機(jī)或 OTG 操作模式下，評估板需在 USB 連接器處提供 5V 的 (V_{BUS}) 電壓。這一電壓由 T&MT 連接器的 28 引腳提供，通過一個開關(guān)控制，該開關(guān)由 USB3320 的 CPEN 信號控制，CPEN 的狀態(tài)由 USB 控制器通過編程 USB3320 中的 ULPI 寄存器來決定。需要注意的是，此開關(guān)在關(guān)閉狀態(tài)下具有反向驅(qū)動保護(hù)，但開啟時不提供反向電流保護(hù)。
• 1.8V 電源：評估板配備了一個低壓差（LDO）穩(wěn)壓器，為 USB3320 的 VDD18 引腳供電。該 LDO 需要在 T&MT 連接器的 8、16、57 或 69 引腳提供額定 3.3V、80mA 的電流。
• ULPI I/O 電壓：USB3320 支持可變的 ULPI I/O 電壓信號。默認(rèn)情況下，評估板通過板載 LDO 提供 VDDIO。可通過電阻 R18 設(shè)置 VDDIO 的值，計算公式為 (R18=(VDDIO/1.225 - 1) × 169000)，VDDIO 的標(biāo)稱范圍為 1.8V - 3.3V。此外，VDDIO 也可從 T&MT 連接器提供，但需移除 LDO（U10），且評估板上配置的 VDDIO 電壓必須與鏈路使用的 ULPI I/O 電壓一致。

1.2 其他特性

• 邊緣連接器：T&MT 邊緣連接器符合 ULPI 規(guī)范，文檔中給出了該連接器及其配對連接器的型號和制造商信息。
• 參考時鐘頻率選擇：評估板提供用戶可選擇的參考時鐘頻率，通過 R25 - R30 配置 REFCLK[2:0] 信號來選擇所需的參考時鐘頻率。默認(rèn)配置為 26MHz REFCLK 操作。
• USB 連接器：評估板配備標(biāo)準(zhǔn)的 Mini - AB 連接器，用于連接 USB 電纜或連接器，PCB 上也預(yù)留了 Micro - AB 連接器的位置。但需注意，不要替換 Mini - AB 插座的型號，否則可能導(dǎo)致 Micro - AB 連接器 PCB 焊盤處的 USB 信號短路。
• VBUS 檢測：USB 控制器在設(shè)備模式下連接 USB 電纜時，或在主機(jī)或 OTG 模式下開啟 VBUS 時，需檢測 VBUS。USB 連接器的 VBUS 信號連接到 USB3320 的 VBUS 引腳，USB3320 包含檢測 VBUS 所需的比較器，并通過 ULPI 總線將 VBUS 狀態(tài)報告給 USB 控制器。
• ULPI 信號測試點：在 J2 位置提供了探測點，可用于訪問所有 ULPI 信號?？砂惭b Tektronix 邏輯分析儀探頭固定套件來探測這些信號。

2. 評估板模式轉(zhuǎn)換

2.1 轉(zhuǎn)換為 OTG 系統(tǒng)

評估板出廠時為 USB 設(shè)備系統(tǒng)，若要將其轉(zhuǎn)換為 USB OTG 開發(fā)板，需進(jìn)行以下修改：

• 安裝 R13（零歐姆電阻），將 VBUS 5V 開關(guān)連接到 VBUS 信號。
• 移除 R23，這是 USB 設(shè)備所需的 (R_{VBUS}) 值。
• 安裝 R10（1.0K、1W 電阻），這是 USB OTG 設(shè)備所需的 (R_{VBUS}) 值。由于 USB3320 設(shè)計可承受 VBUS 上高達(dá) 30V 的電壓，R10 額定功率為 1W 以適應(yīng)整個電壓范圍。

2.2 轉(zhuǎn)換為主機(jī)系統(tǒng)

同樣，若要將評估板轉(zhuǎn)換為 USB 主機(jī)開發(fā)板，需進(jìn)行以下操作：

• 安裝 R13（零歐姆電阻），連接 VBUS 5V 開關(guān)到 VBUS 信號。
• 安裝 C20（150uF 電容），增加 (C_{UBUS}) 的值以符合 USB 2.0 主機(jī)要求。

2.3 轉(zhuǎn)換為支持 ULPI 時鐘輸入模式

評估板默認(rèn)使用晶體（Y1）作為時鐘參考，配置為 ULPI 時鐘輸出模式，CLKOUT 提供 60MHz 時鐘。若要轉(zhuǎn)換為支持 ULPI 時鐘輸入模式，需進(jìn)行以下更改：

• 安裝 R12（零歐姆電阻），將 CLKOUT 短接到 VDD18。
• 安裝 R3（零歐姆電阻），將 REFCLK 短接到 T&MT 連接器上的系統(tǒng)時鐘引腳。
• 確認(rèn) R4 未安裝。
• 移除 Y1、R17、C23 以去除晶體電路。

3. 評估板使用步驟

3.1 供電

為評估板供電，需在 T&MT 連接器的 28 引腳提供 +5V 電壓，在 8、16、57、69 引腳提供 +3.3V 電壓。

3.2 上電檢查

評估板上電后，需檢查以下幾點以確保其正常工作：

• RESET 應(yīng)被釋放（T&MT 連接器處為邏輯低，USB3320 處的 RESETB 應(yīng)為邏輯高 = VDD18）。若 (RESETB = 0)，USB3320 將處于低功耗狀態(tài)。
• R2（RBIAS）處的電壓應(yīng)為 0.8V DC。若該電壓不存在，USB3320 處于低功耗狀態(tài)。
• T&MT 連接器的 90 引腳應(yīng)存在一個數(shù)字 60MHz 方波信號，幅度約為 VDDIO，這是 USB3320 的 CLKOUT 信號。
• C3 處的電壓約為 3.3V，這是 USB3320 內(nèi)部 3.3V 電壓調(diào)節(jié)器的輸出。
• C7 處的電壓應(yīng)為 1.8V，這是 1.8V 穩(wěn)壓器的輸出。

4. VBUS 過壓保護(hù)

USB3320 可完全耐受高達(dá) 30V 的 VBUS 電壓，其集成的過壓保護(hù)電路需要在 VBUS 線上連接一個外部電阻 (R{VBUS})。在 EVB - USB3320 上，(R{VBUS}) 可以是 R10 或 R23。對于外設(shè)和主機(jī)應(yīng)用，(R{VBUS}) 為 10K（安裝 R23，移除 R10）；對于 OTG 應(yīng)用，(R{VBUS}) 為 1K（安裝 R10，移除 R23）。

5. 總結(jié)

EVB - USB3320 評估板為 USB 相關(guān)應(yīng)用的開發(fā)提供了一個功能豐富且靈活的平臺。通過了解其供電要求、模式轉(zhuǎn)換方法以及使用步驟，工程師們可以更好地利用該評估板進(jìn)行 USB 系統(tǒng)的測試和開發(fā)。在實際使用過程中，務(wù)必嚴(yán)格按照文檔要求進(jìn)行操作，以確保評估板的正常運行。你在使用這款評估板的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。