TUSB215评估模块：USB高速信号调理的实用指南

在电子设计领域，USB高速信号的处理一直是一个关键问题。今天，我们来深入了解一下德州仪器（TI）的TUSB215评估模块（EVM），它能有效补偿传输通道中的码间干扰（ISI）信号损失，为我们的设计提供了强大的支持。

文件下载：TUSB215EVM.pdf

一、TUSB215设备概述

TUSB215是一款USB高速信号调理器，专门用于补偿传输通道中的ISI信号损失。它对USB低速和全速信号不敏感，不会影响FS和LS信号。通过可编程直流增益对高速信号进行补偿，可以在连接器处优化高速信号，从而提升设备性能。该评估模块设计为USB主机和USB设备之间的中间连接，其接口包括一个USB 3.1 Type A插座和一个USB 3.1 Type B插座。通常，我们需要两条USB 3.1标准Type A转B电缆将评估模块连接到系统中。

评估模块套件内容

• TUSB215EVM板：用于评估TUSB215设备，同时也是一个参考设计，展示了如何在大规模生产系统中使用该设备。
• TUSB215EVM用户指南：为我们提供了详细的使用说明和技术信息。

二、测试设置与结果

配置开关

TUSB215设备有三个开关用于配置更改，但TI不建议在未完全了解结果的情况下更改这些开关设置。配置输入仅在电源复位或释放RSTN引脚后由TUSB215设备读取，在评估模块通电时更改开关设置无效。

• SW1 RSTN按钮开关：按下按钮将TUSB215设备置于复位状态，释放按钮解除复位。
• SW2 均衡（EQ）：有不同的设置级别，如EQ0（最小）、EQ1、EQ2、EQ3（最大）。
• SW3 增益（Boost）：有高增益、中增益、低增益三种设置。

选择均衡和增益级别

TUSB215的主要目的是恢复USB高速通道到USB连接器的信号完整性。通常，将TUSB215放置在主机平台上靠近USB连接器的位置，以通过近端眼图测试。根据电缆长度（28AWG USB电缆），TI给出了典型的EQ和增益建议：	电缆长度	TUSB215 EQ	TUSB215 Boost
0 m - 1 m	EQ1	Low
1 m – 2 m	EQ2	Mid
2 m – 3 m	EQ2	Mid
3 m – 5 m	EQ3	High

评估模块操作步骤

1. 连接USB2或USB3电缆，将主机PC的Type A连接器连接到TUSB215EVM的Type B连接器（P1）。
2. 连接USB设备，可以通过电缆连接或直接插入TUSB215EVM的Type A插座连接器（P2）。

USB 2.0高速眼图测试

在进行USB 2.0合规眼图测试时，可能会出现TUSB215信号增强未启用的情况。这通常是在USB测试夹具连接到TUSB215之前发送测试数据包导致的。为避免这种情况，我们应严格遵循示波器设备供应商和USB - If提供的测试程序。具体来说，应在使用HSETT测试工具执行测试数据包之前连接USB HS测试夹具。如果在使用HSETT工具输入发送测试数据包的命令后热插拔测试夹具到主机或下游HUB端口，需要在连接测试夹具后再次选择“测试数据包”并点击“执行”，以确保TUSB215检测到合规测试设置。

三、PCB构建

原理图

文档提供了TUSB215EVM的原理图，这有助于我们了解电路板的电路连接和设计原理。

材料清单

项目	数量	参考	部件
1	3	C1, C2, C6	0.1 µF
2	1	C3	10 µF
3	1	C4	1 µF
4	1	C5	1 µF
5	2	D1, D2	LED
6	5	J1, J2, J3, J4, J5	HDR 2 × 1 M .1
7	1	P1	USB3.0 Type B receptacle
8	1	P2	USB3 Type A receptacle
9	4	R1, R2, R3, R4	0
10	1	R5	0
11	1	R6	1.7K
12	1	R7	3.8K
13	2	R8, R9	75
14	1	R10	15K
15	1	R11	12K
16	1	R12	30K
17	1	SW1	Switch - push button
18	2	SW2, SW3	Switch CJS - 1201
19	1	U1	TUSB215

这些材料清单为我们在进行电路板设计和制作时提供了详细的参考。你在实际设计中是否遇到过材料选择的难题呢？

四、使用限制与注意事项

评估模块用途限制

评估模块仅用于产品或软件开发人员在研发环境中对TI半导体产品进行可行性评估、实验或科学分析，不能直接或间接组装成成品，也不适用于消费或家庭用途，更不能用于商业销售、再许可、租赁、出租等。

保修与责任限制

• 保修：TI保证TI评估模块在交付给用户后的90天内符合其公布的规格，但在某些情况下（如因疏忽、滥用、不当安装或测试、用户设计问题、未按时付款等）不承担责任。用户需要在交付后10个工作日内通知TI任何明显缺陷，在发现隐藏缺陷后10个工作日内通知。
• 责任限制：TI的唯一责任是选择修复、更换不符合保修条件的评估模块或为用户账户提供相应信用。在任何情况下，TI不对特殊、间接、惩罚性、偶发性或后果性损害负责，并且TI的累计责任不超过用户在过去12个月内为特定评估模块支付的总金额。

法规通知

不同地区对评估模块有不同的法规要求，如美国的FCC规定、加拿大的Industry Canada规定、日本的无线电法规定以及欧盟的电磁兼容性指令等。用户在使用评估模块时需要遵守这些法规要求，否则可能会面临相应的法律责任。你是否了解自己所在地区对于类似评估模块的法规要求呢？

安全警告与限制

• 用户应在TI推荐的规格和环境条件下操作评估模块，超过指定的性能评级和规格可能会导致人身伤害、死亡或财产损失。
• 评估模块仅适用于技术合格、熟悉电气机械组件危险和应用风险的专业电子专家。用户需要确保评估模块与人体接口的设计具有适当的隔离和安全限制措施，以减少电击危险。

总之，TUSB215评估模块为我们提供了一个很好的USB高速信号调理解决方案，但在使用过程中，我们需要严格按照用户指南和相关法规要求进行操作，以确保安全和有效地完成设计评估工作。希望这篇文章能对大家在使用TUSB215评估模块时有所帮助。