探索Microchip EVB - USB5534 Rev F評(píng)估板：助力USB 3.0/2.0開發(fā)

作為一名電子工程師，在USB 3.0/2.0開發(fā)領(lǐng)域，Microchip的EVB - USB5534 Rev F評(píng)估板是一個(gè)值得深入研究的工具。今天，就讓我們一起詳細(xì)探究這款評(píng)估板的各項(xiàng)特性和使用方法。

文件下載：EVB-USB5534.pdf

一、評(píng)估板簡(jiǎn)介

EVB - USB5534 Rev F是一個(gè)用于評(píng)估USB5534B - 60xx超快速四端口電池充電集線器的演示和評(píng)估平臺(tái)。它采用4層符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的印刷電路板（PCB），能讓用戶快速了解產(chǎn)品，并加速將USB5534B - 60xx集成到自己的設(shè)計(jì)中。該集線器符合USB 3.0規(guī)范，支持SuperSpeed（SS）、High - Speed（HS）、Full - Speed（FS）和Low - Speed（LS）USB信號(hào)，覆蓋了所有定義的USB操作速度。評(píng)估平臺(tái)有四個(gè)下游端口，均符合USB 2.0和USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)，且所有端口都支持電池充電，任何時(shí)候最大充電電流可達(dá)5A。

二、評(píng)估板特性

2.1 硬件特性

• 芯片封裝：采用64引腳QFN封裝的USB5534B - 60xx，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。
• USB兼容性：完全兼容USB 3.0，支持SS、HS、FS和LS操作。
• 供電方式：支持自供電操作，通過一個(gè)+12.0V穩(wěn)壓的外部電源供電。
• 端口情況：具備四個(gè)下游USB 2.0/3.0端口，每個(gè)端口都能獨(dú)立控制電源和進(jìn)行過流檢測(cè)，且都支持電池充電，單個(gè)端口最大充電電流為2.5A。
• 電源管理：能在任何時(shí)候支持最大5A的下游端口功率，還支持動(dòng)態(tài)電池充電的開啟和關(guān)閉。
• 固件存儲(chǔ)：板載SPI閃存，可用于外部下載固件。
• 設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)：采用低成本的4層節(jié)省空間設(shè)計(jì)。
• 時(shí)鐘源：板載25MHz晶體，也可使用外部時(shí)鐘輸入。
• 電壓調(diào)節(jié)：板載+5.25V、6A；+3.3V、0.5A；+1.25V、1A三個(gè)穩(wěn)壓器。
• 指示燈：有+3.3V、端口電源和復(fù)位LED指示燈，以及電池充電啟用、動(dòng)態(tài)電池充電和端口禁用LED指示燈，還有端口可移除LED指示燈。

2.2 軟件兼容性

該評(píng)估板展示了與Microsoft Windows 8x、Windows 7、Windows XP、Mac OS X 10.4+和Linux等操作系統(tǒng)的集線器驅(qū)動(dòng)程序的兼容性。

三、配置方法

3.1 內(nèi)部默認(rèn)配置

當(dāng)USB5534B - 60xx在上電時(shí)未檢測(cè)到有效的SPI閃存映像或SMBus配置，EVB - USB5534 Rev F會(huì)使用內(nèi)部默認(rèn)寄存器設(shè)置。同時(shí)，它會(huì)從內(nèi)部ROM代碼中設(shè)置供應(yīng)商ID、產(chǎn)品ID、語言ID和設(shè)備ID等附加設(shè)置。

3.2 外部SPI閃存和SMBus配置

• SPI閃存：上電時(shí)，USB5534B - 60xx首先會(huì)尋找外部SPI閃存設(shè)備和閃存中的有效簽名。若找到，將啟用外部ROM并從外部SPI設(shè)備啟動(dòng)代碼執(zhí)行。要使用外部閃存，SPI設(shè)備的寫保護(hù)（WPn）和保持（HOLDn）引腳的10kΩ上拉電阻（R40和R41）必須安裝，USB5534B - 60xx的SPI_SPD_SEL引腳的10kΩ上拉電阻（R14）也必須安裝以選擇60MHz SPI操作，并且需要在J7上放置跳線來啟用SPI設(shè)備?？梢允褂肕icrochip ProTouch MPT軟件工具對(duì)外部閃存進(jìn)行編程，該工具可從Microchip網(wǎng)站下載。
• SMBus：SMBus數(shù)據(jù)和時(shí)鐘可通過板載SMBus接頭J6控制。默認(rèn)情況下，USB5534B - 60xx的SM_CLK引腳通過100kΩ下拉電阻（R10）禁用SMBus接口。要啟用SMBus通信，需短接J4 SMBus Man. EN接頭的引腳1和2，將SM_CLK拉高。若使用Aardvark工具插入SMBus J6接頭進(jìn)行編程，該工具會(huì)自動(dòng)將SM_CLK拉高，此時(shí)J4 SMBus Man. EN接頭無需短接。當(dāng)SMBus啟用時(shí)，USB5534B - 60xx會(huì)將GPIO配置為SMBus從設(shè)備，等待SMBus配置。若未檢測(cè)到外部選項(xiàng)，將從內(nèi)部默認(rèn)寄存器進(jìn)行配置。

四、電源與端口控制

4.1 電源供應(yīng)

EVB - USB5534 Rev F僅支持自供電操作，通過一個(gè)+12.0V穩(wěn)壓的“墻式電源”外部電源供電，該電源插入板上的2.5mm連接器J2。也可將外部電壓注入未默認(rèn)安裝的J1 Ext. 12V接頭。+12.0V電源為一個(gè)6A穩(wěn)壓器供電，該穩(wěn)壓器輸出+5.25V，此輸出再控制板載的+3.3V和+1.25V穩(wěn)壓器。

4.2 下游端口電源控制

四個(gè)USB下游端口的電源由四個(gè)具有自動(dòng)放電功能的2.5A端口電源設(shè)備（AP2511）控制，這些設(shè)備的高電流能力使四個(gè)下游端口在任何時(shí)候總共支持最大5A的電池充電。在給EVB - USB5534通電前，需通過板載開關(guān)正確配置每個(gè)下游端口。所有OCS引腳和PRTCTL引腳都可通過這些配置開關(guān)進(jìn)行配置。通電后，改變開關(guān)位置不會(huì)影響當(dāng)前配置，任何開關(guān)更改都需要對(duì)EVB - USB5534進(jìn)行電源循環(huán)或觸發(fā)RESET_n才能生效。

• OCS引腳配置：USB5534B - 60xx的每個(gè)OCS引腳可通過一個(gè)2位置雙刀雙擲（DPDT）開關(guān)（標(biāo)記為“Non_Rem Cfg”）選擇配置。以O(shè)CS1引腳為例，當(dāng)SW7處于默認(rèn)位置時(shí)，引腳1和2以及引腳4和5短接，通過10kΩ電阻將OCS1引腳拉高到+3.3V，下游端口1處于“可移除”狀態(tài)，相關(guān)的雙LED（D13）亮起綠色；將SW7切換到相反位置，引腳2和3以及引腳5和6短接，通過1kΩ電阻將OCS1引腳拉低到地，下游端口1處于“不可移除”狀態(tài)，雙LED（D13）亮起黃色。其他下游端口的OCS引腳配置方法相同。
• PRTCTL引腳配置：USB5534B - 60xx的每個(gè)PRTCTL引腳可通過一個(gè)3位置雙刀雙擲（DPDT）開關(guān)（標(biāo)記為“Port Pwr Cfg”）選擇配置。以PRT_CTL1引腳為例，當(dāng)SW10處于默認(rèn)位置時(shí)，引腳1和2以及引腳4和5短接，通過10kΩ電阻將PRT_CTL1引腳拉高到+3.3V，下游端口1處于“電池充電啟用”狀態(tài)，相關(guān)的LED（D15）亮起綠色；將SW10移動(dòng)到“Port Dis”位置，引腳2和3以及引腳5和6短接，通過1kΩ電阻將PRT_CTL1引腳拉低到地，下游端口1禁用，“端口1禁用”LED（D18）亮起紅色；若SW10切換到中間的“Prt En, BC Dis”位置，下游端口1的端口電源控制器將作為標(biāo)準(zhǔn)非電池充電端口電源控制器（PPC）工作。其他下游端口的PRTCTL引腳配置方法相同。
• 動(dòng)態(tài)電池充電選擇：配置USB5534B - 60xx時(shí)，還需考慮“Dynamic BC Select”開關(guān)SW9。當(dāng)所有四個(gè)下游端口配置好后，可通過該開關(guān)選擇是否為所有啟用電池充電的端口開啟電池充電功能。將SW9置于“Enable”位置（默認(rèn)位置），短路引腳1和2以及引腳4和5，通過兩個(gè)4.7kΩ電阻將USB5534B - 60xx的DYNCPDISn（低電平有效）引腳拉高到+3.3V，相關(guān)的雙LED（D17）亮起綠色；將SW9置于“Disable”位置，短路引腳2和3以及引腳5和6，通過兩個(gè)4.7kΩ電阻將DYNCPDISn引腳拉低到地，雙LED（D17）亮起紅色。此外，還提供了一個(gè)可選的2引腳Ext. DYNBC接頭（J11），用戶可通過外部源向DYNCPDISn引腳注入信號(hào)。

五、其他信息

5.1 文檔說明

文檔包含了評(píng)估板的使用說明，介紹了文檔布局、使用的約定、Microchip網(wǎng)站信息、開發(fā)系統(tǒng)客戶變更通知服務(wù)、客戶支持以及文檔修訂歷史等內(nèi)容。

5.2 附錄內(nèi)容

• 附錄A：展示了EVB - USB5534評(píng)估板的外觀。
• 附錄B：提供了EVB - USB5534評(píng)估板的原理圖。
• 附錄C：列出了EVB - USB5534評(píng)估板的物料清單（BOM），詳細(xì)說明了各個(gè)元件的型號(hào)、數(shù)量、制造商等信息。

  5.3 全球銷售與服務(wù)

  Microchip在美洲、亞太和歐洲等地都設(shè)有銷售和服務(wù)辦事處，為客戶提供技術(shù)支持和銷售服務(wù)。

總之，Microchip的EVB - USB5534 Rev F評(píng)估板為電子工程師在USB 3.0/2.0開發(fā)中提供了一個(gè)強(qiáng)大而靈活的工具。通過對(duì)其特性、配置方法和端口控制的了解，我們可以更好地利用這個(gè)評(píng)估板進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。大家在使用過程中有沒有遇到什么特別的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。