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[参考译文] TUSB2036:EEPROM 和集线器复位时序

Guru**** 2344370 points
Other Parts Discussed in Thread: TUSB2036
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1275861/tusb2036-eeprom-and-hub-reset-timing

器件型号:TUSB2036

我创建了一个基于 MCU 的电路、并已成功使用它通过卡边缘连接器初始化 M96C46 EEPROM。  参考随附的原理图可以执行此操作、我的 MCU 将集线器通过 J6E 保持在复位状态、并驱动 J6K (片选)以及时钟和数据信号。  然后、我断开了这个 MCU 电路、并将集线器直接连接到 Windows PC 上的 USB 端口。

 由于集线器数据表建议100µs 复位时间为1ms ~、因此我测得200µs 800µs 的 R2/C5集线器复位电平< 0.8Vdc (最大 VIL)、RESET 达到 VIH 最小值(1.8V)、大约为3.3VDC 电源轨的"砖墙"电压上升时间。  请注意、3.3V 电压轨是由具有 Vbus 的 LDO 产生的、用于 Vin。 C4和 C11旁路电容器的安装与原理图相反。  不过、在此复位时序下、集线器无法与 EEPROM 通信、但除了向 Windows 设备管理器报告错误的 VID = 0x0000和 PID = 0x0000之外、它也能正常运行。  推测集线器被配置为"成组"过流保护(位于 EEPROM 地址0x0000)、因为这是针对 EEPROM/PID 所报告的 VID 情况。  用于参考的 EEPROM 数据表 https://www.st.com/resource/en/datasheet/m93c46-w.pdf

 我将 R2从10K 更改为100K、并在"砖墙" 3.3V 电源出现后的6.7ms 内观察到 EEPROM 通信。  设备管理器报告集线器 MCU/PID、我之前使用我的 VID 电路写入 EEPROM。  

但从 EEPROM 通信的角度来看、我也担心复位时间过长(除了过短)。  我还尝试了 R2 = 100K 和 C5 = 1µF、这会产生正确的 VID / PID。  然而、我已经两次观察到正确的初始化 VID、但是对于 PID、在两个不同的单元上未加电时为0x0000。  在随后发生断开/重新连接事件时、两个单元似乎都报告了正确的 VID / PID。

 因此、EEPROM 通信似乎有一个关键的时序窗口、需要在集线器 USB 响应时间和 EEPROM 通信之间进行权衡; 我担心可靠性。

 Schematic 您能否提供任何见解和指导?

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    韦恩:

    EEPROM 读取应在上电复位后开始。  如果 EXTMEM 引脚被拉低且 EEPROM 的片选连接到系统上电复位、则 TUSB2036会从 EEPROM 执行一次性访问读取操作、BTU EEPROM 自读取需要一些时间。

     另一个关键问题是 CLK 应在复位结束时启动、您是否查看了晶体信号以及复位之间的关系?

    最佳

    布赖恩

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    除了"时钟信号必须在复位窗口的最后一个60 μs 期间有效"外、我在数据表中找不到与复位相关的晶振时序规格。  但是、既然 我使用的是带有启动包络的无源晶体、那么 XTAL1的电压电平是"有源"的呢?  "时钟激活"是否意味着 XTAL1的 VIL (TTL) <= 0.8V 且 VIH (TTL)最小值为2V、在此期间 RESET <= VIL (TTL)最小值?  

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    韦恩:

       时钟的唯一时序是  "时钟信号必须在复位窗口的最后一个60 μs 期间有效"。

       时钟激活是指晶体时钟达到 VIH(2V)且稳定。 也就是复位完成前的60us。

       您是否查看过电源和时钟波形?

    此致

    布赖恩

        

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    布赖恩:

    您声明了  "时钟处于激活状态意味着晶体时钟在复位完成前达到 VIH (2V)且稳定、电流为60us。"  不过、我的晶体需要大约 6-7ms 才能达到 VIH (2V)且稳定(请参阅下面的链接)。  但是、TI 文档 SLLA314 2011年3月指出:"德州仪器建议复位时序的最小值为100 µs 到最大值为1ms。 如果集线器保持在复位状态的时间较长、它可能无法迅速响应 USB 主机信号、也可能无法完成枚举。 这通常是嵌入式系统应用程序的一个问题。"  那么、显然当电源出现而不是 RESET 引脚为 VIH (2V)后、集线器会在 D+上拉?

    因此晶体启动和稳定所需的时间大约比建议的最大1ms 复位时间长7倍。   

    当 我将 R2从10K 更改为100K 以增加 RC 复位时间时、在"砖墙"电源/快速上升时间3.3V 电源出现后、我观察到 EEPROM 通信约为6.7ms。

    3.3V 至 XTAL1启动: https://www.dropbox.com/scl/fi/uhemmocptg0l0zj1hnsdt/Vcc-to-XTAL1.bmp?rlkey=4b0gcw1bovyxe37b2fivmynfw&dl=0

    谢谢。

    韦恩

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    P.S. 上述3.3V 到 XTAL1的启动链路是680欧姆电阻器、而不是推荐的1.5K XTAL2串联电阻、我的晶振没有给我足够高的振幅。  我现在正在测试较低的值、以将低电压拉至接近0V。

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    韦恩:

        我们需要解决的第一个问题是晶体启动时间过长。  当 RESET 信号变为高电平时、如果没有稳定时钟、TUSB2036将无法正确复位。

       我们可能需要找到具有快速启动时间的晶体。

    雷格斯

    布赖恩

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    布赖恩:

    这里是来自 TUSB2036数据表的晶振规格:"Fox Electronics–器件型号 HC49U -6.00MHz 30\50\0±70\20、这意味着25°C 时为±30ppm、从0°C 到70°C 时为±50ppm。 晶体的特性包括20 pF 的负载电容(CL)、7 pF 的最大分流电容(Co)和50 Ω 的最大 ESR。为了确保足够的负电阻、请使用 C1 = C2 = 27 pF。 电阻器 Rd 用于修整增益、建议 Rd = 1.5 kΩ。'

    不再提供 Fox Electronics 器件型号。  我能找到的最接近的晶体是 ECS Inc:ECS-60-20-5PX-TR、它符合所有上述规格、但等效的 ESR 是70 Ω、而不是 50 Ω、这是我能找到的与其他规格兼容的最低规格。  我无法更改驱动电平、我正在使用推荐的晶体电容。  因此、我要寻找一些建议来缩短晶体启动时间。

    下面的屏幕截图显示了晶体启动的复位电压。  我假设集线器确实开始驱动晶体、直到复位 VIH = 2V?

    复位至 XTAL1

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    韦恩:

       让我来与我们的设计人员讨论 ESR 对于晶振启动时间是否至关重要。

    此致

    布赖恩

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    布赖恩:

    我知道 ESR 确实会影响启动时间。  请回忆一下、我无法找到低于70欧姆的 ESR、同时仍然满足其他电气规格。  我选择的晶体是 ECS Inc:ECS-60-20-5PX-TR、具有 HC-49/US 封装。

    谢谢。

    韦恩

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     一位客户使用了  Abricon 的 ABC2-6.000MHZ-4-T。 启动时间约为2ms、看起来比您看到的5ms 好得多。

    此致

    布赖恩

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    布赖恩:  

    虽然它具有60欧姆 ESR (优于我的 ECS 晶振的70欧姆)、但它仍高于 TI 规格的50欧姆。  此器件的问题在于它具有4-SMT 封装、而我的 PCB 已使用 HC49/US 封装制造。

    您是否可以确认 集线器确实开始驱动晶体、直到复位 VIH=2V?  或者、集线器是否会在施加 Vcc=3.3V 电压后立即开始驱动晶体?  集线器何时接入 D+上拉电阻、USB 何时发现集线器已连接?

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    韦恩:

       此设计尚未回答有关目前集线器如何驱动晶体的问题。 我会在星期一发现它。

    最佳

    布赖恩

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    布赖恩:

    这是从上个"星期一"起一个星期以来,你的最后一封信。  认为这意味着设计组不会作出回应?

    谢谢。
    韦恩

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    韦恩:

      很抱歉、由于此设备是20年前设计的、因此需要一些时间才能设计出数据库。

     这是 晶体振荡器的方框图。  GZ 端口控制振荡器的功能。 GZ 可以禁用振荡器并向输出施加高阻抗。 复位期间、设计仍会检查 XI/XO 是否关闭。

    稳压器

    布赖恩