探索Microchip EVB - USB5734评估板：功能、配置与应用

在电子设计领域，评估板是工程师们快速验证和开发产品的重要工具。今天，我们就来深入了解一下Microchip的EVB - USB5734评估板，看看它能为我们带来哪些惊喜。

文件下载：EVB-USB5734.torren

一、评估板概述

EVB - USB5734 Revision B是一款用于评估USB5734超快速四端口电池充电集线器的演示和评估平台。它基于4层符合RoHS标准的印刷电路板（PCB），为用户提供了必要的要求和接口选项，有助于用户理解产品并加速其在设计中的集成。

1.1 主要特性

• 兼容性强：该评估板符合USB 3.0规范，支持Super - Speed（SS）、High - Speed（HS）、Full - Speed（FS）和Low - Speed（LS）USB信号，能覆盖所有定义的USB操作速度。
• 端口功能丰富：具备四个下游端口，均符合USB 2.0和USB 3.0标准，且所有端口都支持电池充电功能，每个端口最大充电电流可达2.1A，总电流最大可达5A。
• 多种配置方式：可通过内部默认设置进行操作，也支持通过SMBus或外部64 - Mbit SPI Flash设备U8进行自定义配置。
• 驱动兼容性好：与Microsoft® Windows® 8x、Windows 7、Windows XP、Mac OS® X 10.4 +和Linux®集线器驱动程序兼容。

1.2 具体参数与功能

• 封装形式：USB5734采用64引脚QFN RoHS兼容封装。
• 电源供应：由单个+12.0V稳压外部电源供电，板载有+5.25V、6A稳压器，+3.3V、0.5A稳压器和+1.2V、1A稳压器。
• 时钟源：使用外部25MHz 30ppm晶体驱动内部振荡器电路。
• 指示灯：具备端口电源和端口启用LED指示灯，以及SPI/Strap配置LED指示灯。
• IO接口：板载IO连接器，支持可配置模式操作。

二、评估板详细配置

2.1 电源供应

EVB - USB5734仅支持自供电操作，通过一个+12.0V稳压外部电源供电。电源可通过2.5mm连接器J9接入，也可将外部电压注入未默认填充的J6 Ext. 12V接头。+12.0V电源经过6A稳压器后输出+5.25V，为板载的+3.3V和+1.2V稳压器以及下游端口的VBUS供电。

2.2 下游端口电源控制

四个下游端口的USB电源由具有自动放电功能的端口电源控制器控制，每个端口可提供高达2.1A的USB电池充电功率，总电流限制为5A。

2.3 时钟配置

评估板利用外部25MHz 30ppm晶体驱动内部振荡器电路，为系统提供稳定的时钟信号。

2.4 配置方式

2.4.1 外部SPI Flash

上电时，USB5734首先查找外部SPI Flash设备和有效的签名。若找到，将启用外部ROM并从外部SPI设备启动代码执行。要选择SPI设备，需将Config. Select开关（SW7）设置为SPI位置，此时蓝色“SPI”LED会亮起。需注意，若SPI Flash未正确编程或签名无效，即使选择了SPI Flash，USB5734也会默认使用内部设置。外部Flash可使用Microchip ProTouch2 MPT软件工具进行编程。

2.4.2 SMBus

若未找到SPI Flash设备，固件会检查SMBus是否启用。将Config. Select开关设置为Strap位置，绿色“Strap”LED会亮起，表示选择了SMBus配置。SMBus接口需要外部电路施加正确的上拉电阻才能正常工作。USB5734可在SMBus Slave或I2C Bridging模式下工作，通过设置J5和J27 SMBus接头的跳线来选择不同模式。

2.4.3 UART

USB5734提供USB到UART的桥接功能，可在简单的两线TX/RX模式或全调制解调器信令配置下使用。通过设置J5和J27接头的跳线来选择不同模式，使用J28 UART接头访问UART_RX和UART_TX信号。

2.4.4 内部默认配置

当USB5734在上电时未检测到有效的SPI Flash映像或SMBus配置时，将使用内部默认寄存器设置，并从内部ROM代码中设置供应商ID、产品ID、语言ID和设备ID等附加设置。

2.4.5 跳线选项

除了SPI配置，还可通过CFG_BC和CFG_Non - Rem两个功能进行额外配置。通过为每个引脚选择六个电阻值中的一个来配置控制，USB5734会读取这些值并确定下游端口的电池充电和可移除行为。将Config. Select开关（SW7）设置为Strap位置，选择所需的CFG_BC和CFG_Non - Rem选项。

2.4.6 端口电源选项

可根据需要禁用EVB - USB5734上的任何下游端口。当DP和DM信号都拉高到+3.3V时，USB5734会自动禁用该端口，并向主机报告可用端口的正确数量。使用端口启用开关（SW1 - SW4）选择端口的启用或禁用状态，相应的“Enable”LED会显示端口状态。

三、可配置IO模式

EVB - USB5734套件中包含五个IO子卡，每个子卡通过2x10连接器插入评估板的J7 IO连接器。不同的IO子卡可将USB5734配置为不同的IO模式，具体如下：

3.1.1 模式1：暂停模式

该模式下，“3V3”电源LED应亮起绿色。提供SMBus接头J13用于访问USB5734的SMDAT和SMCLK信号，GPIO4/GPIO5接头J28可用于访问数字RX和TX UART信号。还提供了LED指示灯“PF1”、“PF2”和“PF3”，以及“USB 2.0 Susp”LED来指示不同的状态。此外，还有两个滑动开关，可手动选择PROG_FUNC3的高低电平以及将USB5734设置为Flex模式。

3.1.2 模式2：Flex模式

插入该子卡后，“3V3”电源LED亮起绿色。同样提供SMBus接头J16和GPIO4/GPIO5接头J28。“Port0”和“Port1”LED用于指示USB主机总线速度，黄色表示USB 2.0，蓝色表示USB 3.0。通过Flex_CMD Select开关（SW11）可手动将USB5734设置为Flex模式。

3.1.3 模式3：USB速度LED模式

此模式下，“3V3”电源LED亮起绿色。提供SMBus接头J14和GPIO4/GPIO5接头J28。子卡上的五个速度LED“P0”到“P4”对应下游端口0到4，通过LED颜色指示相应USB端口的总线速度，黄色表示USB 2.0，蓝色表示USB 3.0。

3.1.4 模式4：GPIO模式

这是EVB - USB5734的默认IO配置模式。将跳线放置在2x10 IO连接器J7的引脚19和20之间，可将USB5734设置为GPIO模式。此模式下，USB5734的可编程功能引脚设置为待定状态，适用于使用外部SPI ROM并允许自定义配置的实现。

3.1.5 模式5：电池充电LED模式

插入该子卡后，“3V3”电源LED亮起绿色。GPIO4/GPIO5接头J28可用于访问数字RX和TX UART信号。子卡上的七个LED中，“P1”到“P4”指示端口1到4的电池充电状态，绿色表示电池充电启用，黄色表示电池充电设备连接且BC1.2协商成功。“PF5”到“PF7”为GPIO LED，“PF7”LED指示PF7 Select开关（SW10）的状态。

3.1.6 模式6：UART模式

该子卡配置USB5734为UART模式，插入后“3V3”电源LED亮起绿色。提供SMBus接头J15和DTE串行连接器J18用于RS232通信，还有2x2 UART接头J17。支持两种UART操作模式：正常流控制和无流控制，通过设置Xvr Disable接头J31的跳线来选择。需注意，使用此IO子卡会阻止使用板载SPI和SMBus Slave。

四、评估板相关资源

4.1 文档与参考

使用评估板时，可参考相关文档，如USB5734数据手册和EVB - USB5734原理图。Microchip官网（www.microchip.com）提供最新的文档和技术支持。

4.2 物料清单（BOM）

附录C详细列出了EVB - USB5734评估板的物料清单，包括电容、电阻、二极管、LED、IC等各种元件的型号、数量和制造商信息。

4.3 丝印图

附录D展示了EVB - USB5734的顶部和底部丝印图像，方便工程师在实际操作中进行识别和定位。

五、总结

Microchip的EVB - USB5734评估板为工程师提供了一个功能强大、配置灵活的平台，可用于评估USB5734超快速四端口电池充电集线器。通过多种配置方式和可配置IO模式，工程师可以根据具体需求进行定制化开发。同时，丰富的文档和物料清单为开发过程提供了有力的支持。在实际应用中，你是否遇到过类似评估板配置的问题？你又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。