EXAR XR22417 USB 2.0 7 - Port Hub：高性能USB扩展解决方案

在电子设备日益普及的今天，USB端口扩展成为了众多应用场景中的刚需。EXAR公司的XR22417 USB 2.0 7 - Port Hub以其卓越的性能和丰富的功能，为工程师们提供了一个理想的解决方案。今天，我们就来深入了解一下这款产品。

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产品概述

XR22417是一款USB 2.0 7端口集线器，采用了多事务转换器（MTT）技术，以实现尽可能高的带宽能力。其上游USB接口集成了USB 2.0 PHY和设备控制器，支持高速（480 Mbps）和全速（12 Mbps）；下游PHY则在7个下游端口中的每个端口都支持高速、全速和低速（1.5 Mbps）。此外，该产品还具备端口活动和整体集线器活动指示灯，可输出状态以控制每个端口的外部LED。

主要特性

1. USB 2.0兼容接口：确保与各种USB设备的良好兼容性，满足不同设备的连接需求。
2. 多事务转换器（MTT）：为每个下游USB端口提供一个事务转换器，允许USB 2.0集线器接收来自上游端口的高速数据包，并将这些命令转换为适合下游端口上的全速或低速设备的命令，从而实现更高的带宽。
3. 稳压 +3.3V输出电源：内部电压调节器可从5V输入提供3.3 VDC输出功率，为其他电路提供稳定的电源。
4. 独立端口和集线器活动LED指示灯：方便用户实时了解每个端口和整个集线器的工作状态。
5. 独立电源使能（LQFP - 64）：在LQFP - 64封装中，每个下游端口都有独立的电源使能引脚，可对连接到每个下游端口的设备进行电源控制。
6. 独立过流检测（LQFP - 64）：通过OVCn#引脚监控每个端口的过流情况，确保设备的安全运行。
7. 单5V电源输入：简化了电源设计，降低了系统成本。
8. 单12 MHz晶体：提供稳定的时钟信号，保证设备的正常工作。

应用领域

XR22417的应用非常广泛，包括但不限于以下几个方面：

1. USB端口扩展：为需要多个USB端口的设备提供扩展解决方案，如计算机、工业控制设备等。
2. docking站：用于连接笔记本电脑和外部设备，实现设备的多功能扩展。
3. POS终端：满足POS终端对多个USB设备的连接需求，如扫码枪、打印机等。
4. 测试仪器：为测试仪器提供多个USB接口，方便数据传输和设备控制。
5. 工厂自动化和过程控制：在工业自动化领域，实现多个USB设备的连接和控制。
6. 工业应用：适用于各种工业环境，为工业设备提供稳定的USB连接。

电气特性

绝对最大额定值

在使用XR22417时，需要注意其绝对最大额定值，以避免对设备造成永久性损坏。例如，VCC5电源电压范围为 - 0.5V至6.0V，VCC33电源电压范围为 - 0.5V至4.0V，VCC18电源电压范围为 - 0.5V至2.5V等。

工作条件

除非另有说明，该设备的工作温度范围为0°C至70°C，VCC5电源电压范围为4.4V至5.5V。

功耗和电源电流

不同的工作模式和下游端口状态会导致不同的功耗和电源电流。例如，在高速模式下，当没有活动的下游端口时，电源电流为53 mA；当有7个高速下游端口活动时，电源电流为167 mA。

引脚配置和功能

XR22417有48引脚和64引脚两种封装，每个引脚都有其特定的功能。例如，LED1 - LED7引脚用于指示下游端口的状态，VCC5引脚为5V电源输入，3V3_OUT引脚为3.3V电源输出等。在设计电路时，需要根据实际需求正确连接这些引脚。

应用信息

功能描述

XR22417的多事务转换器架构为每个下游USB端口提供一个事务转换器，使得USB 2.0集线器能够高效地处理高速和低速设备之间的通信。该集线器支持所有USB端点，包括控制端点、中断输入和输出端点、批量输入和输出端点以及同步输入和输出端点。

USB接口

XR22417只能在自供电模式下使用，每个下游端口最多可吸取500mA电流。在总线供电模式下使用该设备会违反USB规范，因为设备在USB描述符中报告为自供电。

设备复位

XR22417具有自动上电复位和外部硬件引脚复位功能。在复位时，会对通过将引脚连接到逻辑‘0’或逻辑‘1’状态选择的配置选项进行采样，并设置相应的硬件配置。

外部EEPROM

可以使用外部I2C EEPROM来配置USB设备描述符、下游端口数量、设备序列号和下游不可移除设备等信息。但需要注意的是，EEPROM的校验值和校验和必须正确，否则设备将使用默认描述符值。

端口状态指示灯

7个端口指示灯（LED1 - LED7）引脚可提供下游设备的状态信息。根据USB 2.0规范，琥珀色和绿色LED用于自动指示端口状态，如集线器处于挂起或未配置状态时LED熄灭，绿色常亮表示正常运行，琥珀色或闪烁的绿色和/或琥珀色表示各种错误条件。

电源控制和过流保护

在LQFP - 64封装中，XR22417的OVCn#引脚可监控每个端口的过流情况，PWRn#引脚可控制连接到每个下游端口的设备的电源。

外部晶体

需要在XR22417的XTALIN和XTALOUT引脚之间连接一个12 MHz ± 50 PPM的外部晶体，该晶体的额定负载电容应为16 - 20pF。

封装描述

XR22417提供48引脚和64引脚的LQFP封装，文档中详细给出了两种封装的尺寸和相关参数，工程师在设计PCB时需要参考这些信息。

订购信息

XR22417有不同的型号可供选择，包括不同的工作温度范围、封装和包装方式。例如，XR22417CV48 - F适用于0°C至70°C的工作温度范围，采用48引脚LQFP封装，包装方式为托盘。

总结

EXAR XR22417 USB 2.0 7 - Port Hub是一款功能强大、性能卓越的USB集线器产品。其多事务转换器技术、丰富的功能特性和广泛的应用领域，使其成为电子工程师在USB端口扩展设计中的理想选择。在使用该产品时，需要注意其电气特性、引脚配置和应用信息，以确保设备的正常运行和系统的稳定性。你在实际应用中是否遇到过类似的USB集线器产品？你对XR22417的性能和功能有什么看法？欢迎在评论区分享你的经验和观点。