[参考译文] TUSB8020B：具有下行端口的 USB 集线器3.0连接到 CP2102N-A02-GQFN24 USB 2.0

Archie A

为什么注意使用我们的 USB2.0高速集线器？

要回答他们的问题、可以将未使用的 USB3.0保留为打开状态。

参考数据表中的 CP2102N 方框图、连接看起来正确。

谢谢

David

尊敬的 David：

感谢您提供相关信息。 后续问题：

关于示例设计 TIDA-00287、我有一些问题要更好地了解该设计。

问题1 - TUSB8020B 和过流引脚
关于数据表中两个 TPS2553的故障端口、我可以看到它们是开漏端口、低电平有效、但在电路板原理图中、我在这些线路上看不到任何上拉电阻器(FLT_Port1#和 FLT_port2#)。

问题2 - TUSB8020B 和外部 EEPROM
根据 TIDA-00287原理图、I2C 线路(引脚2-SCL 和引脚3-SDA)被上拉、因此从 TUSB8020B 数据表中、应启用 I2C 接口、但在本设计中未连接 EEPROM。 问题是、器件是否能够在没有任何 EEPROM 的情况下正常工作、然后从 Win10或 Linux 主机中正常检测到、或者在作为正常集线器工作之前必须执行一些配置。

来自数据表(8.4.2 I2C EEPROM 操作)
"如果字节00h 处的 EEPROM 内容的值等于55h、TUSB8020B 将加载配置寄存器
进行配置。 如果第一个字节不是55h、TUSB8020B 退出 I2C 模式并继续
使用配置寄存器中的默认值执行。 集线器不会连接到上行端口
直到完成配置。 如果 TUSB8020B 检测到未编程的 EEPROM (除
55h)、它进入编程模式、并且集线器内的编程端点被启用。"
我的理解是、如果未启用 EEPROM 和 I2C 接口、TUSB8020B 应退出 I2C 模式并继续使用默认值、这样它就能够正常工作而无需配置、对吧？

谢谢你。

此致、
阿尔基·A.

Archie A

问题1 - TUSB8020B 和过流引脚
关于数据表中两个 TPS2553的故障端口、我可以看到它们是开漏端口、低电平有效、但在电路板原理图中、我在这些线路上看不到任何上拉电阻器(FLT_Port1#和 FLT_port2#)。

***看起来这是一个设计错误，这两个引脚上需要有上拉电阻器。  

问题2 - TUSB8020B 和外部 EEPROM
根据 TIDA-00287原理图、I2C 线路(引脚2-SCL 和引脚3-SDA)被上拉、因此从 TUSB8020B 数据表中、应启用 I2C 接口、但在本设计中未连接 EEPROM。 问题是、器件是否能够在没有任何 EEPROM 的情况下正常工作、然后从 Win10或 Linux 主机中正常检测到、或者在作为正常集线器工作之前必须执行一些配置。

来自数据表(8.4.2 I2C EEPROM 操作)
"如果字节00h 处的 EEPROM 内容的值等于55h、TUSB8020B 将加载配置寄存器
进行配置。 如果第一个字节不是55h、TUSB8020B 退出 I2C 模式并继续
使用配置寄存器中的默认值执行。 集线器不会连接到上行端口
直到完成配置。 如果 TUSB8020B 检测到未编程的 EEPROM (除
55h)、它进入编程模式、并且集线器内的编程端点被启用。"
我的理解是、如果未启用 EEPROM 和 I2C 接口、TUSB8020B 应退出 I2C 模式并继续使用默认值、这样它就能够正常工作而无需配置、对吧？

*** TUSB8020B 将在没有外部 EEPROM 的情况下使用其默认配置。 如果在没有外部 EEPROM 的情况下使用、请勿在 I2C 接口上进行上拉。

谢谢
David

感谢 David 提出这些详细的指导问题。

客户有多个回答：

我需要一些有关用于上行端口的连接器以及如何将其连接到 TUSB8020B 的帮助。
在我的设计中、我不使用 TIDA-00287等插入式连接器、因为集线器将通过延长电缆连接到 PC、因此从这个角度来看、我认为在 USB 集线器板上、我必须使用包容式 A 型或 C 型连接器。
我的问题是、我喜欢使用 C 型连接器、由于连接器可逆性功能、这款连接器的信号比经典 A 型连接器多。
考虑到 Type-C 连接器、我们在 TYPE-C-Layout.png 所附图像中显示了布局。
第一个问题是有关引脚连接的问题、我认为我必须将这些信号连接在一起：
A2 (TX1+)与 B2 (TX2+)
A3 (TX1-)、B3 (TX2-)
A11 (RX2+)与 B11 (RX1+)
A10 (RX2-)与 B10 (RX1-)
A6 (D+)、带 B6 (D+)
A7 (D-)与 B7 (D-)
A1-A12 (GND)、B1-B12 (GND)
A4-A9 (VBUS)、B4-B9 (VBUS)
以实现连接器可逆性。 没错吗？

使用的连接器 Type-C 是 Type-C HRO 连接器(LCSC C165948)、快照下方(图像 HRO-LCCS-C165948.png)。  经典 A 型母连接器(如 Wurth 代码6921220300100)只有9个引脚、可连接到 TUSB8020B 控制器、如 TIDA-00287示例设计(参考 Wurth-6921220300100 .png 图像)。

我对 Type-C 连接器中存在的其他信号有疑问、因此：

CC1 (A5)和 CC2 (B5)
SBU1 (A8)和 SBU2 (B8)

我必须将其连接到哪里才能使所有器件都能正常使用 TUSB8020B 控制器？ 我是否可以简单地将它们保留为浮点值、或者我必须以某种特定的方式进行修复？

集线器行为将由总线供电、因此 VBUS 将通过集线器电子器件以及连接到集线器 USB 下行端口的下行器件供电。
请告诉我这一点吗？ 我正在设计 PCB、在这一点上需要帮助。

最后一件事是如何将 Type-C (LCSC C165948)连接器信号与 TUSB8020B 集线器互连、我的怀疑是、在连接器上使用这种类型时、唯一可用的 USB IL 2.0、因为缺少许多线路 SSTX、SSRX... 我是对的吗？
因此、从这个角度来看、唯一可行的解决方案是使用 Wurth 连接器...您能评估一下这一点吗？

可能的备选 USB 3.0连接器可能是 LCSC 代码 C456013、下面是可用连接的详细信息。

我已经附上了有关 LCSC C456013连接器的 CAD 图、在我看来、它是连接 TUSB8020B husb 的好选择。 请看一下。

(笑声)

感谢您的支持。

此致、
阿尔基·A.

e2e.ti.com/.../SHOU_2D00_HAN_2D00_TYPE_2D00_C_2D00_24P_2D00_QCHT_2D00_Datasheet_2D00_CAD_5F00_LCSC_2D00_C456013.pdf

阿尔基·A.

要将 USB Type-C 连接器连接到集线器上行端口、请参阅此微型底座设计 https://www.ti.com/tool/USB-CTM-MINIDK-EVM?keyMatch=&tisearch=search-everything&usecase=hardware。  

您必须使用 Type-C 多路复用器和 CC/PD 控制器来支持 USB Type-C 正常和翻转方向。 对于 Type-C 多路复用器、您可以使用微型底座设计中所示的 HD3SS460无源多路复用器、如果需要信号调节器、也可以使用 TUSB564。

谢谢

David

尊敬的 David：

感谢您提供的信息。

因为我不想使集线器复杂化、根据我的理解、我不能使用 Type-C 端口、但更适合使用经典 A 类 USB 插座端口、如之前发布的 Wurth 型号692122030100、我对吗？

此处附上了我的最终原理图、请告诉我、如果您在 TUSB8020B 连接方面看到上游端口的问题、而且我在两个限流器 IC 上放置了上拉电阻器、I2C 总线上的上拉电阻器将不会组装在最终电路板上 (部件 N.m =未组装)。

我还会看到另一个问题、如果我们在 USB 主机侧使用 Type-A 插座、则所有信号都将与 Type-A 公连接器交换、而这与 TUSB8020B 芯片中的信号序列完全匹配。 因此、从这个角度来看、正确的选择是使用 A 型公型 USB 连接器9引脚、而不是插座。
根据这些信息、适用的型号应为 Wurth 型号692112030100、并使用公型转母型 USB30电缆适配器将 PC 连接到我的 USB HIB。

请您向我提供您的产品专家的观点吗？

此致、
阿尔基·A.

e2e.ti.com/.../USB_2D00_HUB_2D00_2xBLE.pdf
e2e.ti.com/.../692112030100.pdf

阿尔基·A.

对于上行端口、您需要使用 Type-B USB 插座。 A 型 USB 插座仅用于下行插座。

谢谢

David  

谢谢 David。

我们有来自客户体验的后续行动：

[1] 那么 、为什么参考设计使用 A 型公头？

[2] 在您的答案和 SME 论坛1中、B 型是上游 A 型电缆的标准、其端部焊接了 A 型公头、 当然、为了更好地评估评估评估评估评估板中的芯片、避免使用电缆、从而提高性能、因此在电路板上焊接 A 型公头、避免使用电缆。

[3] 关于参考设计 TIDA-00287、我认为上行端口(C2和 C3)上的 SSTX 电容器的 BOM 中存在错误、BOM 中列出了0603电容器代码、但我认为它们是0201封装、您可以进行检查吗？

此致、
阿尔基·A.

Archie A

该参考设计使用 Type-A 插头、而不是插座、如下所示。

如果您使用的是插座、则必须使用标准 B 型插座。  

器件型号中的603是公制的、实际上在中是201

谢谢

David

尊敬的 David：

感谢您的反馈。 客户体验回应：

实际上、我已经完成了 PCB 的绘制、使用的 USB 连接器是 B 类
我对 USB 布线有一些疑问、因为下游线路需要在 CP2102N RS232-USB 桥接器和 TUSB8020B 控制器之间交叉。 我使用的只是下游端口的 D+和 D-线路、因为 RS232-USB 转换器只能在 USB20模式下工作、所以我将 SSTX 和 SSRX 线路与下游端口相关(我也没有添加 SSTX 电容器)保持未连接(悬空)、 因此、请告诉我这是一个好做法、还是我必须设置一些终止。
要对 D+和 D-进行布线、我已使用附加图像(usb-cross.jpg)中报告的过孔进行了交叉连接、您的视角是什么？ 您是否有改善信号完整性的建议？

过孔周围的四根导线与保护环一样、可避免接地层过于靠近 USB 布线。

此致、
阿尔基·A.

阿尔基·A.

未使用的 SuperSpeed TX 和 RX 可保持悬空而不终止。  

对于 USB2、由于您要从第1层路由到第6层、是否有 GND 拼接过孔？ 请参阅有关接地拼接过孔要求的应用手册 、https://www.ti.com/lit/an/spraar7i/spraar7i.pdf。

您还需要确保在 USB2布线下方有一个实心接地参考平面。

谢谢

David

谢谢、David。

客户体验回应：
我已经阅读了这篇论文、并将拼接过孔放置在信号过孔附近、我在这里附加了一个快照。
我有很小的直线交叉。 从您的角度来看、可能还可以吗？

此致、
阿尔基·A.

您好！

应该可以、您有机会向我发送 Allegro 格式的布局、以便我查看吗？

谢谢

David

尊敬的 David：

感谢您的支持。

我要在这里附加文件。 在 zip 文件中、您可以看到电路板的原理图、电路板和 PDF 原理图、所有这些都是在 Eagle 中制作的。

我们将等待您的审核。 谢谢你。

此致、
阿尔基·A.

e2e.ti.com/.../TUSB8020_5F00_ForReview.zip

Archie A

请保持 R9和 R11未组装。 否则、原理图和布局看起来正常。

谢谢

David

尊敬的 David：

谢谢你。 CX 再次响应：

关于 TPS2553DBVT 从您的角度来看、我在传统发行版中找不到任何可用性也可以使用锁存 TPS2553DBVt-1的版本？ USB 功能会受到一些影响？

此外、 TPS2553DBVT-1很难找到、可能不使用它？ USB 可以正常工作吗？

作为有关 TPS2553DBVT 的权变措施、我放置了一个0r (跳线)来桥接电源开关的输入和输出、将安装故障上拉电阻、以便 TUSB8020BPHR 启用下行 端口、我对吗？ 我在这里详细介绍了一下。 感谢你的帮助。

此致、
阿尔基·A.

您好、 Archie A、

n‘t 您不使用电源开关来控制输出电流、当发生过流或 GND 短路问题时、可能会影响整个系统。

此致、

Kuno

您好、Kuno、

谢谢。 注意到的问题。

但是由于下载是硬件接线的、我认为短路没有问题、所以我已经为电源开关提供了一个旁路电阻器、我认为从 USB 的角度来看、整个系统应该能够正常工作。 这种动力开关很难找到。

73、
阿尔基·A.

您好 Fabio、

谢谢你。 CX 共享：

如何找到这些电源开关？ 似乎很难检索... 我可能已经找到锁存器型号、从 USB 的角度来看、这一个型号也是可以的。在这种情况下、我认为整个集线器需要关闭然后再打开才能重置电源开关、我是对的？ 谢谢！

此致、
阿尔基·A.

尊敬的 Kuno：

CX 再次响应：

我们的下载端口电流很小、它只是一个蓝牙收发器、因此我需要的是 TPS2553DBVT 电源开关模块的引脚对引脚替代产品。 你有机会吗？

我看到了有关电源开关的表格、在我看来、与我的胡须中实际使用的型号兼容的型号可以是以下型号：
TPS2553DDBV (重试)
TPS2553QDBVRQ1 (重试)
TPS2553DBV-1 (闭锁)
TPS25221DBV (重试)
请确认吗？
三是我没有看到的其他一些模型？
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我对限制电流还有另一个问题、是否有最小的阈值？
如文所示、当模块正在传输时、我的每个下行端口的电流消耗可从10mA 变为最大80mA。 我的疑问是要知道低电流是否有一定的限制、因为限制应该仅是低于100mA 的最大限制。

谢谢、此致、
阿尔基·A.

您好、Archie A、

1、TPS2553DBVT 是我们应用的良好解决方案、如果我们的客户遇到电源问题、我们可以将此问题发送至电子邮件以跟进此问题。

2、是的、您答对了、您提到的所有器件都是我们的主器件、引脚对引脚。

3、对于电流限制、我们的器件 TPS2553电流限制具有容差范围、您可以参阅我们的数据表。 例如、如果您设置 RLIM=210kohm、则电流限制为110~150mA。

此致、

Kuno

您好、Kuno、

客户体验回应：

"对于电流限制、我们的器件 TPS2553电流限制具有容差范围、您可以参阅我们的数据表。 例如、如果您设置 RLIM=210kohm、则电流限制为110~150mA："
我们可以使用此设置、因此我现在将在没有电源开关的情况下测试电路板、在对电路板进行测试时、我们还将安装电源开关并执行测试、 我认为电源和电流消耗的最大值没有问题、我的问题也是要知道低电流是否有问题。
谢谢、致以诚挚的问候。

只是一个更新、我已经测试过电路板、看起来一切正常、唯一的事情是安装 CP210x VCP 驱动程序、两个 COM 端口立即出现在器件管理器 Windows 中、因此电路板功能齐全！ 很棒！ 我将附上最终电路板的一些照片。 在该板中、我没有焊接电源开关、但它被单个电阻器绕过。 希望尽快获取该器件并将其焊接到电路板中。

如果有建议或一切正常、请让我仅了解低电流。如果有建议或一切正常、请让我仅了解低电流。

此致、
阿尔基·A.

您好、Kuno、

感谢您的持续响应。

为了确保正确理解、可以将较低电流设置到电源开关中、对吧？  我不会遇到任何问题、只是为了确保所有系统在电流低于某个限制时也能正常工作、实际上我的电流消耗大约为最大80mA、 因此、我需要确保这个低电平不会带来问题、 并且所有系统都能够正常工作。

谢谢、
阿尔基·A.

您好、Archie A、

抱歉、您是说我们的客户需要将最大电流限制设置为80mA、这意味着较低的电流？ 如果是、我们的 TPS2553可能不支持、我们可以将最低电流限制典型值设置为75mA、但由于精度、范围为50-100mA。

此致、

Kuno

您好、Kuno、

感谢您努力解决客户提出的问题。 又来了：

我怀疑电源开关是否也具有可保证的最小电压、或者如果这只能限制电阻器设置的最大值、那么问题就在于此。 因此、如果唯一的限制是单个阈值、我认为如果我的设备消耗的电流要比阈值低得多、那么它就能够正常工作、换言之、没有要尊重的电流窗口、但只有一个阈值与最大允许电流相关、 没错吗？

谢谢你。

此致、
阿尔基·A.

您好、Kuno、

那么、参考您的示例、如果我的电路板消耗的电流小于50mA、例如25mA、我将在过流触发时保持安全、我对吗？

此致、
阿尔基·A.