USB 3.0 擴展塢應用

USB 3.0 擴展塢可分為通用型和專用型。通用型擴展塢和專用型擴展塢之間的主要區別是擴展塢的上行連接。通用擴展塢一般支持標準的 USB 3.0 上行端口，而專用型擴展塢能夠支持某些筆記本電腦的定制端口。

由于共享鏈路超高速端口沒有 USB 2.0 線路，因此當擴展塢連接到 USB 2.0 主機時，連接了該端口的嵌入式超高速設備將無法工作。為了避免無意地連接到 USB 2.0 主機，不建議在通用擴展塢上使用共享鏈路。

原理圖

圖 8 顯示了如何將共享鏈路信號連接到 DS USB 2.0 設備和嵌入式超高速設備。

圖 8共享鏈路端口的 USB 數據線連接（來源：賽普拉斯）

圖 8 顯示有 8 個 USB 通信引腳

· 4 個引腳（SSTX +，SSTX-，SSRX + 和 SSRX-）用于超高速通信和 1 個控制電源開關的 VBUS 引腳

· 2 個引腳（D + 和 D-）用于 USB 2.0 通信和 1 個控制電源開關的 VBUS 引腳

HX3 控制器的 4 個超高速信號連接到嵌入式超高速設備的超高速引腳，而連接到嵌入式超高速設備的 USB 2.0 引腳保持斷開。共享鏈路端口的 USB 2.0 端口連接與標準的 USB 2.0 端口相同。

Hx3 控制器中的共享鏈路端口配有以下相關引腳：

USB 2.0 標準端口引腳

· 用于 USB 2.0 數據傳輸的 D+ 和 D- 線

· 負責控制 DSx_PWREN 信號（如圖 9 所示）

DSX_OVRCURR 用作 Hx3 控制器的過電流指示（圖 8 中未示出）

· 嵌入式超高速引腳

· 用于超高速數據傳輸的 SSRX +、SSRX-、SSTX+ 和 SSTX- 引腳。

· VBUS 負責控制 DSx_VBUSEN_SS 信號（如圖 9 所示）

如圖 8 所示，USB 2.0 數據線（D+ 和 D-）連接到可可插拔的 USB 2.0 端口連接器引腳，而超高速線路與嵌入式設備的超高速線路相連接。根據 USB 規范，每個可移動的 DS 端口必須在 VBUS 引腳上具有 120μF 的最小電容，從而在最大負載條件下保持穩定的電壓。這就是為什么 需要150uF 大容量電容器連接到 VBUS_DS2 線路，而嵌入式超高速端口的 VBUS 引腳不需要大容量電容。

USB 連接器屏蔽（SHD1 和 SHD2）應通過RC 電路并聯接地，以降低電磁干擾，如圖 8 所。

圖 9共享鏈路中的 DS 端口 VBSU 控制（來源：賽普拉斯）

共享鏈路模式需要對可插拔 USB 2.0 設備和嵌入式超高速設備進行單獨的 VBUS 控制。圖 9 顯示了如何實現 VBUS 控制。

為了確保嵌入式超高速設備不會倒回 USB 2.0 速度操作，需要加設一個外部電源開關。該開關由 HX3 控制，能夠產生 DSx_VBUSEN_SL 輸出信號。該信號控制嵌入式設備的 VBUS。

DSx_PWREN 是 HX3 控制器生成的另一個輸出信號，能夠控制可插拔 USB 2.0 設備的 VBUS。例如，發生過流時，DSx_PWREN 可以關閉端口電源。DSx_OVRCURR 引腳（圖 9 中未示出）用于指示可移動端口的過流狀態。對于嵌入式超高速端口該引腳是不需要的，因為此引腳已永久連接在嵌入式超高速端口內部。

CY4613 是基于 CYUSB3326 元件的賽普拉斯共享鏈路開發套件。點擊此處下載共享鏈路集線器的完整原理圖。

注意：如有需要，開發人員可以禁用鏈路共享，默認配置已開啟鏈路共享，需要更改 EEPROM 配置參數，使用Blaster plus 配置實用程序對已作修改的配置進行編程。賽普拉斯為設計師提供 Blaster plus配置實用程序 Windows GUI 工具，可通過個人電腦的 USB 接口將配置下載到 EEPROM。請參考KBA91657說明書以下載 HX3 控制器固件。關于 HX 3 控制器的更多功能，請參閱HX3 Blaster Plus 用戶指南。

共享鏈路可以減少元件數量并減小印制電路板面積，從而減低物料成本。例如，表 1 比較了共享鏈路擴展塢設計和使用了 2 個集線器控制器的傳統擴展塢的設計中使用的組件。與傳統擴展塢設計相比，基于共享鏈路的擴展塢設計可以節省 28 個組件。安裝組件所需的空間也相應地減少了。

表 1 共享鏈路擴展塢和傳統擴展塢的比較（來源：賽普拉斯）

更多關于共享鏈路的信息，敬請瀏覽 HX3 硬件設計指南和原理圖清單 或觀看視頻 HX3 USB 3.0 集線器控制器 Controller 的共享鏈路介紹。共享鏈路開發套件平臺CY4613可用于評估六端口配置。

Gayathri Vasudevan 是賽普拉斯半導體公司班加羅爾地區的高級應用工程師。Gayathri 負責為客戶設計有線 USB 產品，開發下一代產品的規格參數，并為新產品制作解決方案演示，應用筆記和其他備忘錄。Gayathri 有電子與通信工程學士學位。