探索 EVB - USB5537 評(píng)估板：高速 USB 樞紐的理想之選

在電子工程領(lǐng)域，一款性能卓越的評(píng)估板對(duì)于產(chǎn)品研發(fā)和測(cè)試至關(guān)重要。今天，我們就來深入了解一下 SMSC 的 EVB - USB5537 評(píng)估板，它為 USB 3.0 高速 7 端口 USB 集線器解決方案提供了一個(gè)強(qiáng)大的測(cè)試和驗(yàn)證平臺(tái)。

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1. 評(píng)估板概述

EVB - USB5537 Revision C 評(píng)估板專為 SMSC USB5537 高速 7 端口 USB 集線器解決方案而設(shè)計(jì)。這個(gè)集線器完全符合 USB 3.0 規(guī)范，支持 SuperSpeed（SS）、Hi - Speed（HS）、Full - Speed（FS）和 Low - Speed（LS）USB 信號(hào)，能覆蓋所有已定義的 USB 操作速度。它有一個(gè)符合 USB 2.0 和 3.0 規(guī)范的上游端口，7 個(gè)下游端口均符合 USB 2.0 規(guī)范，其中 4 個(gè)還支持 USB 3.0。而且，所有 LED 和端口控制信號(hào)引腳都由固件控制，可作為通用輸入輸出（GPIO）供用戶特定使用。該評(píng)估板還展示了與 Microsoft Windows 7、WinXP、Mac OS X 10.4 + 和 Linux 集線器驅(qū)動(dòng)程序的兼容性。

1.1 主要特性

• 封裝與兼容性：采用 72 引腳 QFN 無鉛封裝的 USB5537，USB 引腳耐壓 5V，完全符合 USB 3.0 標(biāo)準(zhǔn)，支持多種 USB 速度。
• 端口設(shè)置：一個(gè) USB 2.0/3.0 上游集線器端口，7 個(gè)下游 USB 2.0 端口（其中 4 個(gè)支持 USB 3.0），所有下游端口支持單獨(dú)端口供電，4 個(gè)下游端口（1 - 4）支持單獨(dú)過流檢測(cè)。
• 固件與設(shè)計(jì)：可選板載 SPI 閃存用于外部可下載固件，采用低成本 4 層節(jié)省空間設(shè)計(jì)。
• 電源與時(shí)鐘：由單個(gè) +12.0V 穩(wěn)壓“墻式”外部電源供電，配備兩個(gè) GPIO LED 指示燈（LED0 和 LED1），支持單個(gè) 25MHz 晶體或外部時(shí)鐘輸入。
• 電壓調(diào)節(jié)：板載單個(gè) +3.3V、1.5A 穩(wěn)壓器和單個(gè) +1.2V、3A 穩(wěn)壓器，還有 +3.3V 和端口電源 LED 指示燈。

1.2 總體描述

EVB - USB5537 是一個(gè)演示和評(píng)估平臺(tái)，在 4 層無鉛印刷電路板上搭載了 USB5537 超高速 7 端口集線器。它通過包含的 USB 2.0 集線器控制器支持傳統(tǒng) USB 速度（HS/FS/LS），該控制器與新的 SuperSpeed（SS）集線器控制器并行運(yùn)行，確保 SuperSpeed 數(shù)據(jù)傳輸不受較慢的 USB 2.0 流量影響。USB5537 通過內(nèi)部默認(rèn)設(shè)置進(jìn)行操作，并支持通過可選的外部 8Mbit SPI 閃存設(shè)備 U9 進(jìn)行自定義配置。

2. 快速上手

2.1 配置方式

2.1.1 內(nèi)部默認(rèn)配置

當(dāng) USB5537 在通電時(shí)未檢測(cè)到有效的 SPI 閃存映像或 SMBus 配置時(shí)，EVB - USB5537 將使用內(nèi)部默認(rèn)寄存器設(shè)置。它還會(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。

2.1.2 外部 SPI 閃存和 SMBus 配置

通電時(shí)，USB5537 首先會(huì)查找外部 SPI 閃存設(shè)備。如果找到，將啟用外部 ROM 并從外部 SPI 設(shè)備啟動(dòng)代碼執(zhí)行。若未找到 SPI 閃存設(shè)備，固件會(huì)檢查 SMBus 是否啟用。要啟用 SMBus，需在 J13 SMBus EN 接頭上短接引腳 2 和 3，將 SM_CLK 拉高。默認(rèn)情況下，該接頭上的引腳 1 和 2 短接，通過將 SM_CLK 拉低來禁用 SMBus。當(dāng) SMBus 啟用時(shí)，固件將 GPIOs 配置為 SMBus 從設(shè)備，會(huì)無限期等待 SMBus 配置。SMBus 可以在傳統(tǒng)模式（僅 USB 2.0）或高級(jí)模式（訪問 USB 2.0 和 USB 3.0 寄存器）下運(yùn)行，可通過板載 SMBus 接頭 J8 控制 SMBus 數(shù)據(jù)和時(shí)鐘。若 SMBus 未啟用，USB5537 將嘗試從外部 I2C EEPROM 加載配置。若未檢測(cè)到外部選項(xiàng)，USB5537 將從內(nèi)部 OTP 內(nèi)存運(yùn)行。

默認(rèn)情況下，SPI 閃存芯片 U9 已安裝，還需安裝 10kΩ 上拉電阻 R50、R51 和 R52，以及 0Ω 電阻 R35 為 SPI 芯片提供 +3.3V 電源。還有一個(gè)備用的 SPI 編程接口默認(rèn)未安裝，可通過 8 引腳 DIP 插座 SKT1 對(duì) SPI 芯片進(jìn)行編程。使用該編程插座時(shí)，需安裝 SPI 電源接頭 J12 并移除 0Ω 電阻 R35，此時(shí) SPI 芯片由編程器供電，需在 J12 上短接引腳 2 和 3。

若 USB5537 未檢測(cè)到 SMBus 接口，會(huì)檢查 I2C EEPROM。對(duì)于 I2C 通信，可使用 SMBus 接頭 J8 訪問 USB5537 上的 SCL 和 SDA 信號(hào)。為確保正常運(yùn)行，需安裝 SM_DAT 上的外部 10kΩ 上拉電阻 R44，并短接 SMBus EN 接頭上的引腳 2 和 3，使 SM_CLK 上有 10kΩ 上拉電阻（R53）。

2.1.3 25MHz 晶體配置

默認(rèn)情況下，評(píng)估板上安裝了一個(gè) 2mm x 1.6mm 的村田 25MHz 晶體 Y1，使用該晶體時(shí)無需外部負(fù)載電容。若使用表面貼裝 HCM49 晶體，則需安裝兩個(gè) 18pF 負(fù)載電容 C71 和 C72。

2.1.4 電源配置

EVB - USB5537 僅支持自供電操作，通過一個(gè) +12.0V 穩(wěn)壓“墻式”外部電源供電。+12.0V 電源插頭插入板上的 2.5mm 連接器 J9，也可將外部電壓注入默認(rèn)未安裝的 J11 Ext. 12V 接頭上。+12.0V 電源輸入一個(gè) 6A 穩(wěn)壓器，在板上輸出 +5.0V，該 +5.0V 輸出控制板載 +3.3V 和 +1.3V 穩(wěn)壓器。

2.1.5 下游端口電源控制

USB 3.0 下游端口（1 - 4）的電源由兩個(gè) 1A 端口電源設(shè)備（AP2176S）控制，USB 2.0 下游端口（5 - 7）的電源由兩個(gè) 500mA 端口電源設(shè)備（MIC2026）控制。MIC2026 設(shè)備 U3 和 U4 通過使能輸入引腳上的 10kΩ 上拉電阻永久啟用，AP2176S 設(shè)備 U2 和 U6 通過 PRT_CTL[4:1] 引腳啟用。下游端口 1 - 4 有單獨(dú)的過流檢測(cè)，所有檢測(cè)信號(hào)通過外部 10kΩ 電阻拉高到 +3.3V。下游端口 5 - 7 的過流檢測(cè)信號(hào)與端口電源控制信號(hào)復(fù)用。若要查看端口電源信號(hào)上的過流檢測(cè)，需安裝 0Ω 電阻 R57、R58 和 R59，默認(rèn)情況下這些電阻未安裝，因此 PRT_CTL[7:5] 引腳無法進(jìn)行過流檢測(cè)。默認(rèn)情況下，PRT_CTL5 用作 SM_DAT 引腳，PRT_CTL[7:6] 為浮空引腳。

通過以上對(duì) EVB - USB5537 評(píng)估板的詳細(xì)介紹，相信大家對(duì)其特性和配置方式有了更深入的了解。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們可以根據(jù)具體需求靈活配置評(píng)估板，充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)。大家在使用這款評(píng)估板的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。