USB 3.1-GL3510-52芯片原理图设计
- 端口功能与兼容性
- 物理层集成与性能
- 电源相关特性
- 充电功能
- 其他特性
- 原理图
- 接口防护
- ESD 保护要求
GL3510-52是一款由Genesys Logic(创惟科技)研发的USB转换芯片,具有以下特点:
端口功能与兼容性
它是一款4端口/2端口、低功耗、可配置的集线器控制器,符合USB 3.1 Gen1规范。上行端口支持SS(SuperSpeed)、HS(High - Speed)和FS(Full - Speed)三种流量,下行端口支持SS、HS、FS和LS(Low - Speed)流量。它支持超高速、高速和全速USB连接,并完全向后兼容所有USB 2.0和USB 1.1主机12。
物理层集成与性能
集成了Genesys Logic自主研发的USB 3.1 Gen1超高速发送/接收物理层(PHY)和USB 2.0高速PHY,传输速率可达5Gbps,能够实现一口扩展至4口的功能。
电源相关特性
内置5V至3.3V和5V至1.2V稳压器,这一特性节省了客户BOM成本,简化PCB设计。只需要一个5V电源,无需外加3.3V、1.2V,不过芯片温度会比外部电源供电时稍稍偏高(也可采用外部电源供电)。
充电功能
自带快速充电功能,符合USB - IF电池充电规范rev1.2,可以为苹果、三星Galaxy等设备进行快速充电,任何设备投诉BC1.2/1.1。它还允许便携式设备从GL3510充电下游端口(CDP1)或专用充电端口(DCP2)汲取高达1.5A的电流,并且可以使系统在睡眠和关机模式下为手持设备快速充电。支持ACA - Dock或专有充电协议,支持苹果1A/2.1A/2.4A及三星Galaxy设备快速充电2。
其他特性
有1个控制管和1个中断管,片上还有8位微处理器,1个周期指令执行(最多),具有256字节的RAM,20k字节的内部ROM和24k字节的SRAM2。
最大工作温度下的最小电源电压为2.5V,最大电源电压为6.5V,封装为QFN64。
原理图
需要注意的坑是 芯片的TX+、TX-、RX+、RX-与接口的TX+、TX-、RX+、RX-之间对应关系,需要弄反了。比如芯片的4号引脚写着“RXN1” 连接到USB接口的6号引脚“SSTX+”。
接口防护
ESD 保护要求
为了保护 USB 5Gbps,请遵循与每个引脚相关的参数列表:
• D+、D-、TX+、TX-、RX+、RX-
– 工作电压:建议保护二极管的反向工作电压 (VRWM) 大于或等于受保护系统的工作电压。对于 USB 5Gbps 数据线,工作电压典型值为 3.3V。建议使用工作电压大于或等于 3.3V 的保护二极管。
– 钳位电压:可能有许多系统使用 USB。这导致 ESD 二极管的钳位电压取决于 USB 连接器的下游电路。建议钳位电压低于下游元件的绝对最大额定值。
– 电容(D+、D-):由于 D+ 和 D- 专用于 USB 2.0 数据传输,因此信号速度可高达 480Mbps。建议使用电容小于 4pF 的 ESD 二极管。
– 电容(TX+、TX-、RX+、RX-):信号速度最高可达 5Gbps,建议使用小于 0.5pF 的低电容 ESD 二极管来支持信号速度。
– IEC 61000-4-2 等级:IEC 61000-4-2 测试标准定义了实际的 ESD 冲击。该标准包含两项测量:接触放电和空气间隙放电。接触和空气间隙等级越高,器件能够承受的电压就越高。对于 USB 5Gbps,建议触点的 IEC 61000-4-2 最低额定值为 8kV,空气间隙的最低额定值为 15kV。
• VBUS
– 工作电压:对于 VBUS,工作电压为 5V。建议使用工作电压大于或等于 5V 的 ESD 二极管。