探索 EVB - USB5537 评估板：高速 USB 枢纽的理想之选

在电子工程领域，一款性能卓越的评估板对于产品研发和测试至关重要。今天，我们就来深入了解一下 SMSC 的 EVB - USB5537 评估板，它为 USB 3.0 高速 7 端口 USB 集线器解决方案提供了一个强大的测试和验证平台。

文件下载：EVB-USB5537.pdf

1. 评估板概述

EVB - USB5537 Revision C 评估板专为 SMSC USB5537 高速 7 端口 USB 集线器解决方案而设计。这个集线器完全符合 USB 3.0 规范，支持 SuperSpeed（SS）、Hi - Speed（HS）、Full - Speed（FS）和 Low - Speed（LS）USB 信号，能覆盖所有已定义的 USB 操作速度。它有一个符合 USB 2.0 和 3.0 规范的上游端口，7 个下游端口均符合 USB 2.0 规范，其中 4 个还支持 USB 3.0。而且，所有 LED 和端口控制信号引脚都由固件控制，可作为通用输入输出（GPIO）供用户特定使用。该评估板还展示了与 Microsoft Windows 7、WinXP、Mac OS X 10.4 + 和 Linux 集线器驱动程序的兼容性。

1.1 主要特性

• 封装与兼容性：采用 72 引脚 QFN 无铅封装的 USB5537，USB 引脚耐压 5V，完全符合 USB 3.0 标准，支持多种 USB 速度。
• 端口设置：一个 USB 2.0/3.0 上游集线器端口，7 个下游 USB 2.0 端口（其中 4 个支持 USB 3.0），所有下游端口支持单独端口供电，4 个下游端口（1 - 4）支持单独过流检测。
• 固件与设计：可选板载 SPI 闪存用于外部可下载固件，采用低成本 4 层节省空间设计。
• 电源与时钟：由单个 +12.0V 稳压“墙式”外部电源供电，配备两个 GPIO LED 指示灯（LED0 和 LED1），支持单个 25MHz 晶体或外部时钟输入。
• 电压调节：板载单个 +3.3V、1.5A 稳压器和单个 +1.2V、3A 稳压器，还有 +3.3V 和端口电源 LED 指示灯。

1.2 总体描述

EVB - USB5537 是一个演示和评估平台，在 4 层无铅印刷电路板上搭载了 USB5537 超高速 7 端口集线器。它通过包含的 USB 2.0 集线器控制器支持传统 USB 速度（HS/FS/LS），该控制器与新的 SuperSpeed（SS）集线器控制器并行运行，确保 SuperSpeed 数据传输不受较慢的 USB 2.0 流量影响。USB5537 通过内部默认设置进行操作，并支持通过可选的外部 8Mbit SPI 闪存设备 U9 进行自定义配置。

2. 快速上手

2.1 配置方式

2.1.1 内部默认配置

当 USB5537 在通电时未检测到有效的 SPI 闪存映像或 SMBus 配置时，EVB - USB5537 将使用内部默认寄存器设置。它还会从内部 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。

2.1.2 外部 SPI 闪存和 SMBus 配置

通电时，USB5537 首先会查找外部 SPI 闪存设备。如果找到，将启用外部 ROM 并从外部 SPI 设备启动代码执行。若未找到 SPI 闪存设备，固件会检查 SMBus 是否启用。要启用 SMBus，需在 J13 SMBus EN 接头上短接引脚 2 和 3，将 SM_CLK 拉高。默认情况下，该接头上的引脚 1 和 2 短接，通过将 SM_CLK 拉低来禁用 SMBus。当 SMBus 启用时，固件将 GPIOs 配置为 SMBus 从设备，会无限期等待 SMBus 配置。SMBus 可以在传统模式（仅 USB 2.0）或高级模式（访问 USB 2.0 和 USB 3.0 寄存器）下运行，可通过板载 SMBus 接头 J8 控制 SMBus 数据和时钟。若 SMBus 未启用，USB5537 将尝试从外部 I2C EEPROM 加载配置。若未检测到外部选项，USB5537 将从内部 OTP 内存运行。

默认情况下，SPI 闪存芯片 U9 已安装，还需安装 10kΩ 上拉电阻 R50、R51 和 R52，以及 0Ω 电阻 R35 为 SPI 芯片提供 +3.3V 电源。还有一个备用的 SPI 编程接口默认未安装，可通过 8 引脚 DIP 插座 SKT1 对 SPI 芯片进行编程。使用该编程插座时，需安装 SPI 电源接头 J12 并移除 0Ω 电阻 R35，此时 SPI 芯片由编程器供电，需在 J12 上短接引脚 2 和 3。

若 USB5537 未检测到 SMBus 接口，会检查 I2C EEPROM。对于 I2C 通信，可使用 SMBus 接头 J8 访问 USB5537 上的 SCL 和 SDA 信号。为确保正常运行，需安装 SM_DAT 上的外部 10kΩ 上拉电阻 R44，并短接 SMBus EN 接头上的引脚 2 和 3，使 SM_CLK 上有 10kΩ 上拉电阻（R53）。

2.1.3 25MHz 晶体配置

默认情况下，评估板上安装了一个 2mm x 1.6mm 的村田 25MHz 晶体 Y1，使用该晶体时无需外部负载电容。若使用表面贴装 HCM49 晶体，则需安装两个 18pF 负载电容 C71 和 C72。

2.1.4 电源配置

EVB - USB5537 仅支持自供电操作，通过一个 +12.0V 稳压“墙式”外部电源供电。+12.0V 电源插头插入板上的 2.5mm 连接器 J9，也可将外部电压注入默认未安装的 J11 Ext. 12V 接头上。+12.0V 电源输入一个 6A 稳压器，在板上输出 +5.0V，该 +5.0V 输出控制板载 +3.3V 和 +1.3V 稳压器。

2.1.5 下游端口电源控制

USB 3.0 下游端口（1 - 4）的电源由两个 1A 端口电源设备（AP2176S）控制，USB 2.0 下游端口（5 - 7）的电源由两个 500mA 端口电源设备（MIC2026）控制。MIC2026 设备 U3 和 U4 通过使能输入引脚上的 10kΩ 上拉电阻永久启用，AP2176S 设备 U2 和 U6 通过 PRT_CTL[4:1] 引脚启用。下游端口 1 - 4 有单独的过流检测，所有检测信号通过外部 10kΩ 电阻拉高到 +3.3V。下游端口 5 - 7 的过流检测信号与端口电源控制信号复用。若要查看端口电源信号上的过流检测，需安装 0Ω 电阻 R57、R58 和 R59，默认情况下这些电阻未安装，因此 PRT_CTL[7:5] 引脚无法进行过流检测。默认情况下，PRT_CTL5 用作 SM_DAT 引脚，PRT_CTL[7:6] 为浮空引脚。

通过以上对 EVB - USB5537 评估板的详细介绍，相信大家对其特性和配置方式有了更深入的了解。在实际应用中，工程师们可以根据具体需求灵活配置评估板，充分发挥其性能优势。大家在使用这款评估板的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。