36---USB HUB电路设计

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USB HUB 电路设计

1、USB HUB基本介绍

USB Hub，指的是一种可以将一个USB接口扩展为多个，并可以使这些接口同时使用的装置。

Hub也是大家常说的集线器，它使用星型拓扑结构连接多个USB接口设备。

USB Hub，可连U盘、风扇、鼠标、键盘等等。

HUB的特点：

1、可将一个USB接口扩展成多个独立工作的USB接口

2、直接与电脑相连, 无须外接电源，简单好用

3、电脑自动识别安装, 无须驱动程序，即插即用，插拔自如

4、支持USB2.0,速度高达480Mbps，向下兼容USB1.1

5、内置电流过载短路保护装置

HUB的分类：USB HUB根据所属USB协议可分为USB2.0 HUB、USB3.0 HUB与USB3.1 HUB。

USB2.0 HUB支持USB2.0,理论带宽达480Mbps;

USB3.0 HUB支持USB3.0，向下兼容USB2.0/1.1,理论带宽达5Gbps;

USB3.1 HUB支持USB3.1，向下兼容USB3.0/2.0/1.1,理论带宽达10Gbps.

创维的GL850G主控芯片：

2、（汤铭）FE2.1 48-PIN LQFP ;  USB 2.0 一拖七（★）

汤铭-Terminus

高速7端口USB2.0集线器控制芯片

无需编程。FE2.1芯片是高度集成,高品质,高性能,低能耗,总体花费低的高速7端口USB2.0集线器解决方案。

2.1、结构及功能框图

64脚的比48脚的（除了电源数目以外）多      （VSS多4   VD33多1  ）

PWRJ[2、3、4、5、6、7] 和 OVCJ[2、3、4、6、7]     （共11根控制线）

2.2、管脚定义（FE2.1）

电源管脚

管脚符号	类型	描述
VDD5	Power	5V power input for integrated 5V→3.3V regulator.
VD33_O	Power	3.3V power output from 5V→3.3V integrated regulator–a 10μF output capacitor is required.
VD33	Power	3.3V Power Input.
VD18_O	Power	1.8V power output from 3.3V→1.8V integrated regulator–a 10μF output capacitor is required.（稳压）
VD18	Power	1.8V power input.
VD_PLL	Power	1.8V Power for PLL.
VS_PLL	Power	Ground for PLL.
VSS	Power	Ground.

其他

管脚符号	类型	描述
DMU	UTU	The D- pin of the Upstream Facing Port.
DPU	UTU	The D+ pin of the Upstream Facing Port.
DM[0:7]	UTD	The D- pin of the xx Downstream Facing Port.
DP[0:7]	UTD	The D+ pin of the xx Downstream Facing Port.
DRV	O	Driving Control for all LED. 驱动控制所有LED。 //DRV和LED配合使用,作为LED的正极。 LED[1-7]:LED是用于指示每一路下行数据的通信状态，当数据在传输的时候，灯会闪烁。//
TESTJ	IO-PU	Test Mode Enable during hardware reset, active low.Otherwise,SDA,Serial Data/Address pin for external Serial EEPROM. // TESTJ 和LED[1],配合驱动外部的EEPROM：可以外挂，写一些数据//
LED[1]	O/ IO-PU	LED Control for the 1st Downstream Facing Port Status, and SCL, Serial Clock pin for external Serial EEPROM.
LED[2-7]	O/I-PU	LED Control for the 2-7 Downstream Facing Port Status.
PWRJ[X]	OD	Power Enable for X Downstream Facing Port, active low. 使能第X个下游面向端口的电源，低有效。 //48PIN的只有PWRJ；  64PIN的PWRJ[1-7]//
OVCJ[X]	I-PU	Over-current Detect for X Downstream Facing Port, active low. 过电流检测为第X下游面向端口，低有效。 //48PIN的只有OVCJ[1]和OVCJ[5]； 64PIN的OVCJ[1-7]//
REXT	Analog I/O	2.7KΩ(±1%) resistor should be connected to VSS to provide internal bias reference. 一个2.7KΩ(±1%)电阻应连接到VSS以提供内部偏置参考。
VBUSM	I	The VBUS Monitor of upstream facing port. 上行接口的VBUS监视器。 //串电阻,检测主USB是否接入//
XRSTJ	I	External Reset, active low, is an optional source of chip reset signal. The minimum low pulse width is 10 μs.
XIN	OSC	12 MHz Crystal Oscillator input
XOUT	OSC	12 MHz Crystal Oscillator output.

2.3、FE2.1设计注意事项

2.4、FE2.1硬件实战(★)

建议：图中的40脚，再接一个0.1UF的电容到地，RC复位。

3、（创惟）GL850G-SSOP28 PIN  ;  USB2.0一拖四 （★）

台湾---创惟科技股份有限公司   創惟科技股份有限公司

GL850G拥有低耗电、温度低及接脚数减少等产品特性。

3.1、结构及功能框图

3.2、管脚定义(GL850G-SSOP28)

3.2.1、电源

3.2.2、USB Interface

3.2.3、Hub Interface

3.2.4、Clock and Reset Interface

3.3、GL850G硬件实战

3.4、GL850G设计注意事项

4、USB layout设计要求

4.1、布局要求

1、USB接口靠近板边放置，避开其他高速信号

2、ESD保护器件和Common mode choke（共模电感、共模扼流圈）应该尽可能的靠近USB接口放置。

3、USB转换芯片与USB连接器应该尽可能的靠近，以减少走线的长度。其晶振不可放置过远，2个防漂移电容放晶振旁边。

4、用于去耦和消除高频噪声干扰的磁珠和去耦电容应该尽可能的靠近USB连接器放置。

5、USB电压稳压器尽可能靠近连接器放置。

4.2、布线要求

1、USB差分阻抗控制：USB2.0/USB3.0——90Ω（±10%），对内等长误差2mil。

2、USB差分信号尽量以完整的地平面为参考平面；

3、USB差分信号与其他时钟、高速信号保持至少5W以上间距。

4、USB电源线尽量粗，最好采用铺铜处理，USB2.0为0.5A，USB3.0为1A。并且机壳地与板内地的短接电感两端采用铺铜处理。

5、拓展

详细内容参考视频讲解