在智能手机中实现USB 2.0端口共享

2021-12-28 09:40分类：电子元器件阅读：

　　移动设备必须很多信号分析集成电路芯片(IC)以满足客户各种各样不一样的作用规定。典型性的智能机包括一个通讯CPU、一个运用CPU和一个输出功率管理方法IC，他们都必不可少共享资源单独USB端口号，并且以480Mbps的快速USB数据速率开展通讯。文中专业详细介绍一些可以处理该现象的计划方案，并对从USB网络交换机到简易模拟开关的多种不一样解决方法开展较为。

　　智能机的一种设计方案方法是让里面的输出功率管理方法元器件来操纵单独USB2.0端口号，这能够利用选用一个3:1的时分复用USB电源开关把USB 2.0端口号转为本身来进行。默认设置状况下，其也可转为运用CPU，用于完成大部分多媒体系统多功能性(例如MP3播放视频或视频编辑)。还可转为通讯CPU，用以通信网络，可完成数据信息浏览或语音通话(见图1)。这类构架具备一种优点，即当作用未采用时，容许手机上进到休眠状态。除此之外，在检验到USB 2.0端口号主题活动时，或是是任一个CPU必须应用USB端口号时，输出功率管理方法模块能够唤起有关CPU。在USB插孔初次插进后，输出功率管理方法IC还能够了解USB路线，明确是不是有专用型USB充电头或电池充电关键设备端口号联接，便于根据VBUS数据信号立即给蓄电池充电。当与USB关键设备(如PC)通讯时，通讯和运用CPU内的物理层(PHY)应用USB电源开关的480Mbps全高速数据网络带宽。

　　图1：用以共享资源一个USB 2.0端口号的时分复用USB 2.0电源开关。

　　4G智能手机的近期发展趋势是在手机上中集成化2个解决元器件，与此同时浏览USB端口号。针对这类运用，一个比较好的选取是选用网络交换机。但是不便取决于USB网络交换机的布线一般是电容器性的，功能损耗非常大;而另一方面，与此同时浏览USB端口号的时机又很少。图2所显示为这类手机上的一种设计方法，在其中，3G通讯CPU必不可少与4GCPU分离来独立浏览USB端口号。根据一个刀闸(FSUSB31)，并选用非常短的PCB导线，能够尽可能减少电容器。这样一来，在从3G通讯CPU到USB关键设备的方向上，一个快速发送USB数据眼(data eye)与USB标准对比有较大的裕量。在这个示例中，运用CPU操纵USB 3:1时分复用电源开关，当后面一种在开机方式下处在低电情况时，它还可以让自身的控线道路上的上拉和下拉电阻联接到初始的运用CPU。

　　图2：时分复用USB 2.0电源开关和带刀闸的网络交换机运用。

　　以上作用可根据按钮来完成，通电时其功能损耗很小，禁止使用时功能损耗基本上为零。在图2所显示的4G手机应用程序中，FSUSB63自始至终通电，用电量仅有几微安。与此同时，在图1所显示的使用中，当输出功率管理方法IC在开机方式下关断FSUSB63时，其用电量降到1微安下列。

　　针对大部分集成电路芯片来讲，快速和功耗低一般是一对互相矛盾的特性。可以二者兼备的解决方法经常须要减少工作电压，并应用细致的几何图形加工工艺规格;殊不知，USB标准规定的是高电压数据信号。在特性稳定的手机设计中，D 和D-数据信号可以承担至5V VBUS电源线的短路故障，故限定了低压解决方法。但是，近期发布的功耗低电荷泵USB电源开关解决了这个问题，并达到苛刻的USB发送眼图规定，如图所示3所显示。实际上，不用对构架或选定元器件做任何的改动，大部分这类设计方案的工作中速度就可以做到快速USB数据速率(> 1 Gbps)的2倍之上。