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ST STUSB1600双类型USB Type-C控制方案

2017-10-27
类别:无线互联
eye 1211
文章创建人 拍明
  ST公司的STUSB1600是带有VCONN开关的USB Type-C控制器,能处理USB Type-C连接检测,插入取向检测,主到设备连接,支持VCONN和VBUS配置.器件集成了VBUS电压检测,VBUS和VCONN放电通路,低功耗待机模式,支持电池失效模式,高压保护和支持附件模式,双电源工作,主要用在智能插座,墙适配器和充电器,电源集线器和坞站,智能手机和平板电脑,游戏和PND,显示器,可穿戴和物联网(IoT),照相机,摄像机和MP3播放器以及所有Type-C源或沉设备.本文介绍了STUSB1600主要特性,功能框图,多种应用案例以及评估板STEVAL-CCC001主要特性,功能分布图,电路图,PCB元件布局图和PCB设计图.

  The STUSB1600 is a generic IC designed in a 20 V technology. It addresses USB Type-C™ port management both on the host and/or device side, and is suited for a broad range of applications. It is fully compliant with the USB Type-C cable and connector specifications (Rel. 1.2).

  The STUSB1600 can handle all functions from Type-C attach detection, plug orientation detection, host to device connection, VCONN support, and VBUS configuration. Additionally, the STUSB1600 provides support for dead battery operation and is fully customizable (thanks to an integrated non-volatile memory).

  STUSB1600主要特性:

  • Type-C attach and cable orientation detection

  • Power role support: source/sink/DRP

  • Configurable start-up profiles

  • Integrated power switch for VCONN supply:

  – programmable current limit up to 600 mA

  – overcurrent, overvoltage, and thermal protection

  – undervoltage lockout

  • I2C interface and interrupt (optional connection to MCU)

  • Integrated VBUS voltage monitoring

  • Integrated VBUS and VCONN discharge path

  • Low power standby mode

  • Dead battery mode support

  • High voltage protection

  • Accessory mode support

  • Dual power supply: – VSYS = [3.0 V; 5.5 V]–VDD =[4.1 V;22 V]

  • Temperature range: -40 ℃ up to 105 ℃

  STUSB1600应用:

  • Smart plugs, wall adapters, and chargers

  • Power hubs and docking stations

  • Smartphones and tablets

  • Gaming and PNDs

  • Displays

  • Wearable and Internet of Things (IoT)

  • Cameras, camcorders, and MP3 players

  • Any Type-C source or sink device

  The STUSB1600 is a USB Type-C controller IC. It is designed to interface with the Type-C receptacle both on host and/or device sides. It is used to establish and manage the source-to-sink connection between two USB Type-C host and device ports.

  The major role of the STUSB1600 is to:

  1. Detect the connection between two USB Type-C ports (attach detection)

  2. Establish a valid source-to-sink connection

  3. Determine the attached device mode: source, sink or accessory

  4. Resolve cable orientation and twist connections to establish USB data routing (mux control).

  5. Configure and monitor the VBUS power path

  6. Manage VBUS power capability: USB default, Type-C medium or Type-C high current mode.

  7. Configure VCONN when required

  The STUSB1600 also provides:

  1. Low power standby mode

  2. Dead battery mode

  3. I2C interface and interrupt (optional connection to the MCU)

  4. Start-up configuration customization: static through NVM and/or dynamic through I2C

  5. High voltage protection

  6. Accessory mode detection

STUSB1600功能框图

  图1.STUSB1600功能框图

STUSB1600在源型应用案例图

  图2.STUSB1600在源型应用案例图

STUSB1600在沉型应用案例图

  图3.STUSB1600在沉型应用案例图

STUSB1600在双重角色型应用案例图

  图4.STUSB1600在双重角色型应用案例图

  评估板STEVAL-CCC001

  The STEVAL-CCC001 board is designed for STUSB1600 Type-C controller evaluation. The STEVAL-CCC001 board allows the prototyping of a full-featured 5 V USB Type-C port based on the STUSB1600. The device operates in standalone mode and can be configured in source, sink or dual power role, with or without Dead battery mode. Both source and sink VBUS power paths are enabled directly by the STUSB1600 depending on the port power role configuration and the attached device.

  The jumpers are used to simulate different power supply configurations and the various LEDs indicate the operating status of the STUSB1600 and the USB Type-C port. The STEVAL-CCC001 board can be optionally connected to the standard NUCLEO-F072RB board for configuration and debug interface.

  The USB Type-C port of the STEVAL-CCC001 board is pre-configured with 1.5 A USB Type-C current, Dual-role port and Dead battery mode enabled.

  评估板STEVAL-CCC001主要特性:

  1 full-featured USB Type-C port (Source/Sink/Dual-role)

  STUSB1600 Type-C controller (compliant with USB Type-C standard rel. 1.2)

  VBUS power switches and discharge path

  VCONN support (programmable current limit up to 600 mA)

  Dead Battery mode support

  Compatible with NUCLEO-F072RB board for configuration and debug interface

评估板STEVAL-CCC001外形图

  图5.评估板STEVAL-CCC001外形图

评估板STEVAL-CCC001电路图

  图6.评估板STEVAL-CCC001电路图

评估板STEVAL-CCC001功能描述图

  图7.评估板STEVAL-CCC001功能描述图

评估板STEVAL-CCC001顶层元件布局图

  图8.评估板STEVAL-CCC001顶层元件布局图

评估板STEVAL-CCC001底层元件布局图

  图9.评估板STEVAL-CCC001底层元件布局图

评估板STEVAL-CCC001顶层PCB设计图

  图10.评估板STEVAL-CCC001顶层PCB设计图

评估板STEVAL-CCC001底层PCB设计图

  图11.评估板STEVAL-CCC001底层PCB设计图

  意法半导体(ST)集团于1988年6月成立,是由意大利的SGS微电子公司和法国Thomson半导体公司合并而成。1998年5月,SGS-THOMSON Microelectronics将公司名称改为意法半导体有限公司。意法半导体是世界最大的半导体公司之一,2006年全年收入98.5亿美元,2007年前半年公司收入46.9亿美元

  以业内最广泛的产品组合著称,凭借多元化的技术、尖端的设计能力、知识产权组合、合作伙伴战略和高效的制造能力,意法半导体通过提供创新型半导体解决方案为不同电子应用领域的客户提供服务。

意法半导体(ST)成立于1987年,是意大利SGS微电子公司和法国汤姆逊(Thomson)半导体合并后的新企业。1998年5月,SGS-THOMSON Microelectronics将公司名称改为意法半导体有限公司(STMicroelectronics)。

ST LOGO 公司自1994年起公开上市,意法半导体股票在纽约证券交易所(交易代码:STM)、泛欧巴黎证券交易所和意大利米兰证券交易所挂牌上市。从成立之初至今,意法半导体的增长速度超过了半导体工业的整体增长速度。自2005年起,意法半导体始终是世界五大半导体公司之一。2006年全年收入98.5亿美元,2007年前半年公司收入46.9亿美元。

  整个集团共有员工约50,000人,拥有16个先进的研发机构、39个设计和应用中心、13个主要制造厂,并在36个国家设有78个销售办事处。

  公司总部设在瑞士日内瓦,同时也是欧洲、中东和非洲地区(EMEA)市场的总部;公司的美国总部设在德克萨斯州达拉斯市的卡罗顿;亚太区总部设在新加坡;日本的业务则以东京为总部;大中国区总部设在上海,负责香港、大陆和台湾三个地区的业务。

  公司销售收入在半导体工业五大高速增长市场之间分布均衡(五大市场占2007年销售收入的百分比):通信(35%),消费(17%),计算机(16%),汽车(16%),工业(16%)。据最新的工业统计数据,意法半导体是全球第五大半导体厂商,在很多市场居世界领先水平。例如,意法半导体是世界第一大专用模拟芯片和电源转换芯片制造商,世界第一大工业半导体和机顶盒芯片供应商,而且在分立器件、手机相机模块和车用集成电路领域居世界前列。

  意法半导体(ST)推出一个新的内置闪存的安全型微控制器(MCU),该产品是世界第一个采用90nm (90纳米)制造工艺的微控制器。ST21F384是ST成功的ST21智能卡平台内的第一款安全型微控制器,是为2.5G和3G移动通信优化的产品。新产品改用闪存做程序存储器,淘汰了以前的掩膜ROM,提高了产品制造的灵活性,缩短了从设计到制造的准备时间,同时90nm技术还提高了成本效益。

  新的ST21F系列产品使卡制造商能够对飞速变化的手机市场需求做出快速的注重成本效益的反应,然后在制造工序的智能卡个性化阶段自定义应用程序,用一个产品解决多家移动通信网络运营商(MNOs)的要求。因为与一个特定的运营商无关,所以新产品降低了供应链的风险和复杂性。

  ST21F384的内核是一个8/16位CPU,线性寻址宽度16MB,典型工作频率21MHz。芯片内置7KB用户RAM存储器,以及128字节页面的384KB闪存,耐擦写能力与早期安全微控制器的EEPROM存储器相当。电流消耗完全符合2G和3G的电源规格,达到了(U)SIM的应用要求。该微控制器含有一个硬件DES (数据加密标准)加速器和用户可以访问的CRC (循环冗余代码)计算模块。

  如果采用了这个闪存安全型微控制器,卡制造商将能够缩短在整个制造工序中从设计到投产的准备时间,验证卡上的操作系统(OS)和向运营商提供样片所需的时间会更短。因为可以库存没有编程的空白芯片,所以新产品还有助于缩短产品的量产周期,同时还会大幅度缩短操作功能升级和实现新的MNO要求所需的周期。

  由于应用程序保存在闪存内,卡制造商无需再支付ROM掩模成本;此外,因为只需实现最终客户需要的功能,而不必设计一个标准解决方案,应用软件本身可以写得更小。ST的片上闪存装载器提供一个成本低廉的操作系统装载功能。

  ST21F384的样片现已上市,定于2007年12月量产。ST的封装能力在业界堪称独一无二,其智能卡IC有两种封装形式:切割过的晶片和先进微型模块,其中模块的集成度和安全性都非常出色。ST21F384产品分为切割过的晶片或没切割过的晶片,模块封装分为6触点(D17)和8触点(D95)两个规格,符合欧洲RoHS环保标准,触点排列符合ISO 7816-2标准。订购100000颗晶片,每颗0.45美元。

  详情请见:

en.DM00380138.pdf

en.DM00265784.pdf

en.DM00408287.pdf


责任编辑:Davia

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