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Microchip USB2514B-I/M2 USB芯片中文资料

来源：

2024-06-19

类别：基础知识

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Microchip USB2514B-I/M2 USB芯片详细介绍

一、型号类型与概述

1.1 型号与类型

Microchip USB2514B-I/M2是一款高性能、低功耗的USB 2.0集线器控制器，不需要各种消费电子、计算机外围设备和工业控制设备中。USB2514B-I/M2属于Microchip公司的USB251x系列，该系列包括USB2512、USB2513、USB2514、USB2517等多个型号，每个型号分别支持不同大小的下游端口，以满足不同的应用需求。具体型号类型如下：

USB2512 : 2个下游端口
USB2513 : 3个下游端口
USB2514 : 4个下游端口
USB2517 : 7个下游端口

1.2 芯片概述

USB2514B-I/M2是一个4端口USB 2.0集线器控制器，支持高速（480 Mbps）、全速（12 Mbps）和低速（1.5 Mbps）播放模式。它采用小型封装设计，适用于空间限定的应用环境，同时提供强大的功能和灵活的配置选项。

USB2514B-I/M2图片

中文描述：接口，USB，USB集线控制器，USB 2.0，3 V，3.6 V，SQFN，36引脚

英文描述： USB Bus Controller，CMOS

数据手册：https://www.iczoom.com/data/k01-229650-USB2514BM2.html

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USB2514B-I/M2概述

Microchip的USB251xB是一个多功能、高性价比、高功率的USB 2.0集线器控制器系列。利用Microchip的创新MultiTRAK?技术，在混合速度的USB环境中提供业界领先的数据吞吐量，USB251xB系列是一种USB端口扩展解决方案，适用于要求超低功耗和小尺寸而不影响性能的应用。

USB251xB系列的所有成员都采用了节省空间的封装，非常适用于消费和移动应用。2/3/4端口集线器控制器共用的36引脚封装尺寸仅为6x6毫米，为空间受限的设计提供了超小的尺寸，同时允许从两个端口扩展到四个端口。

包括Microchip独特的PortMap、PortSwap和PHYBoost在内的30多项可编程功能旨在帮助系统设计人员简化PCB布局并优化物料清单成本。USB251xB集线器的每个下游端口都可以作为充电下游端口(CDP)来支持USB电池充电1.1规范。CDP为使用标准USB端口的兼容移动电话或便携式电子设备提供通用的电池充电能力。

USB251xB支持0°至85°C的扩展工作温度范围。USB251xBi设计用于满足-40°至85°C的工业温度要求。请注意，"M2"产品是新设计的首选器件。M2产品提供最新的生产流程，具有提高效率和产能的优势。USB251xB系列的产品修订版都没有接近产品周期的尾声，所有产品都保持全面生产。

USB2514B-I/M2中文参数

制造商:Microchip

产品种类:USB接口集成电路

产品:USB Hubs

类型:Hub Controller

安装风格:SMD/SMT

封装/箱体:SQFN-36

标准:USB 2.0

速度:High Speed(HS)

数据速率:480 Mb/s

电源电压-最小:3 V

电源电压-最大:3.6 V

工作电源电流:70 mA

最小工作温度:-40 C

最大工作温度:+85 C

封装:Tray

商标:Microchip Technology/Atmel

接口类型:I2C

湿度敏感性:Yes

端口数量:4 Port

工作电源电压:3.3 V

二、工作原理

2.1 总体架构

USB2514B-I/M2芯片内含一个USB 2.0收发器、一个集线器控制器和多个端口。它通过一个上游端口与主机连接，通过多个下游端口与各种USB设备连接。其内部结构如图所示：

[上游端口] - [集线器控制器] - [下游端口1]
                               - [下游端口2]
                               - [下游端口3]
                               - [下游端口4]

2.2 技术支持流程

初始化：当系统电源接通后，集线器控制器首先进行自检和初始化，确保各个端口及内部模块都有效。
程序设计：通过互联网连接服务器，实现服务器与客户端的通信，服务器与客户端之间的通信，服务器与客户端之间的通信，服务器与客户端之间的通信。
回调：当USB设备插入下游端口时，集线器获取设备连接并通知主机。主机与设备之间的连接通过集线器实现。集线器负责将垃圾邮件发送到相应的端口，同时确保回调的复杂性和准确性。

2.3 电源管理

USB2514B-I/M2支持多种电源管理模式，包括自供电模式和总线供电模式。自供电模式下，集线器通过外部电源供电；总线供电模式下，集线器通过上游端口从主机获取电力。集线器还具有过流保护功能，当检测到过流情况时，会自动断开连接的端口，以保护本机集线器本身。

三、特点

3.1 健康状况

高速传输：支持USB 2.0高速（480 Mbps）传输，适用于大数据量传输应用场景。
先进的电源管理技术，支持先进的电源管理，延长电池寿命。

3.2 灵活性

端口：提供4个下游端口，满足多设备连接需求。
可编程功能：支持通过I2C接口进行配置，灵活设置集线器的工作模式和参数。

3.3 可靠性与安全性

过流保护：每个下游端口都具有卸载过流保护功能，确保设备安全。
ESD保护：内置静电保护电路，防止静电放电对芯片造成损伤。

3.4 小尺寸

封装类型：采用小型封装（28针QFN），适用于空间特定的应用场合。

四、应用

USB2514B-I/M2避开了各类需要USB扩展功能的设备，包括但不限于以下几类：

4.1 消费电子

笔记本电脑：为笔记本电脑提供更多的USB接口，方便连接外部如鼠标、键盘、U盘等。
平板电脑：扩展平板电脑的USB端口数量，增强其外设连接能力。
智能电视：用于智能电视的USB接口扩展，连接更多的移动设备输入设备。

4.2 计算机外围设备

USB集线器：构建卸载USB集线器设备，扩展计算机的USB端口数量。
打印机：为打印机增加USB接口，支持更多设备的连接和播放。
扫描仪：扩展扫描仪的USB端口，支持多设备连接和数据共享。

4.3 工业控制

嵌入式系统：在工业控制系统中，扩展嵌入式控制器的USB端口，连接更多的传感器和执行器。
数据采集设备：扩展数据采集设备，支持多设备数据采集和处理。

4.4 其他应用

车载系统：用于车载娱乐系统和信息系统的USB接口扩展，连接更多的外部设置。
智能家居：在智能家居设备中，扩展USB接口，支持多设备连接和控制。

五、参数

5.1 主要参数

支持的USB版本：USB 2.0
国内端口数量：1个
下游端口：4个
带宽：高速（480 Mbps）、全速（12 Mbps）、低速（1.5 Mbps）
电源电压：3.3V
封装类型：28脚QFN

5.2 电气特性

工作电压范围：3.0V ~ 3.6V
静态电流（待机模式）：< 100 µA
工作电流（高速模式）：< 100 mA
过流保护电流阈值：500 mA（可调）

5.3 环境特性

工作温度范围：-40°C ~ 85°C
存储温度范围：-65°C ~ 150°C
湿度范围：0% ~ 95%（非冷凝）

5.4 接口特性

I2C接口：支持，通过I2C总线进行配置和控制
LED指示：支持端口状态指示LED连接

5.5 其他特性

兼容性：完全兼容USB 2.0规范，低于兼容USB 1.1
安全性：支持过流保护和静电保护
职责：自供电和总线供电双重模式

5.6 物理特性

封装尺寸：5 mm x 5 mm (QFN-28封装)
引脚数：28个引脚
引脚间距：0.5 mm

六、应用实例

6.1 笔记本电脑USB扩

在笔记本电脑中，USB接口数量通常较为有限。通过集成USB2514B-I/M2，可以实现对USB端口的扩

[笔记本电脑]
    |
    |-- [上游端口] -- USB2514B-I/M2 -- [下游端口1] -- 外设1 (例如：U盘)
                                   |-- 
                                   |                          
[下游端口2] -- 外设2 (例如：鼠标)
                                   |-- 
                                  

                
      
[下游端口3] -- 外设3 (例如：键盘)
                                   |-- 
                                   |--                                  

  
            

      
[下游端口4] -- 外设4 (例如：打印机)

6.2 智能电视的USB扩展

智能电视通常

[智能电视]
    |
    |-- 
    |
    |--

    |   

   
[上游端口] -- USB2514B-I/M2 -- [下游端口1] -- 存储设备
                                   |-- 
                               

 
[下游端口2] -- 摄像头
                                   |-- 
                        


   
[下游端口3] -- 键盘
                                   |-- 
                                   |--

                                   |                                  

  
[下游端口4] -- 游戏手柄

6.

在

[工业控制器]
    |
    |-- [上游端口] -- USB2514B-I/M2 -- [下游端口1] -- 传感器1
                              |-- [下游端口2] -- 传感器2
                              |-- [下游端口3] -- 执行器1
                              |-- [下游端口4] -- 执行器2

6.4 车载娱乐系统

现代车载娱乐系统需要连接多种USB设备，如音乐播放器、导航设备、游戏手柄等。一对USB2514B-I/M2，可以有效扩展USB接口数量，满足多设备同时连接的需求。

[车载娱乐系统]
    |
    |-- [上游端口] -- USB2514B-I/M2 -- [下游端口1] -- 音乐播放器
                               |-- [下游端口2] -- 导航设备
                               |-- [下游端口3] -- 游戏手柄
                               |-- [下游端口4] -- U盘

6.5 智能家居设备

在智能家居系统中，通常需要连接多个智能设备，如摄像头、传感器、家电控制器等。USB2514B-I/M2可以扩展USB接口，为智能家居设备提供更多的连接可能。

[智能家居主控]
    |
    |-- [上游端口] -- USB2514B-I/M2 -- [下游端口1] -- 摄像头
                              |-- [下游端口2] -- 温度传感器
                              |-- [下游端口3] -- 家电控制器
                              |-- [下游端口4] -- 智能锁