XR22404 USB 2.0 4 - Port Hub：功能特性与应用解析

在电子设备不断发展的今天，USB接口的扩展需求日益增长。XR22404作为一款USB 2.0 4 - Port Hub，凭借其丰富的功能和稳定的性能，在众多应用场景中发挥着重要作用。下面就来详细了解一下这款产品。

文件下载：XR22404CG28EVB.pdf

一、产品概述

XR22404是一款带有单事务转换器（STT）的USB 2.0 4 - 端口集线器。它可配置用于下游设备充电，并且兼容电池充电规范修订版1.1/1.2。其上游USB接口集成了USB 2.0 PHY和设备控制器，支持高速（480Mbps）和全速（12Mbps）；下游PHY在4个下游端口中的每个端口都支持高速、全速和低速（1.5Mbps）。此外，该产品还提供下游端口的联合电源控制和全局过流检测功能。

二、产品特性

2.1 接口兼容性

该产品具备符合USB 2.0标准的接口，这使得它能够与众多支持USB 2.0的设备进行良好的兼容，为设备间的数据传输提供了稳定的基础。

2.2 充电功能

兼容电池充电规范修订版1.1/1.2，支持下游端口充电功能。在合适的条件下，可以为连接的设备进行充电，增加了产品的实用性。不过在使用时要注意，不同的供电模式对充电功能是有影响的，例如在总线供电模式下，VBUS电源可能无法为下游设备充电提供足够的功率。

2.3 状态指示

配备了LED指示灯，可用于显示端口、集线器或充电活动状态。通过指示灯的状态，我们可以直观地了解设备的工作情况，这对于调试和日常使用都非常方便。

2.4 电源控制与保护

提供联合端口电源使能和全局过流检测功能。当检测到过流情况时，能够及时采取措施保护设备，避免因电流过大对设备造成损坏。同时，电源使能功能可以灵活控制下游设备的供电。

2.5 电源适应性

支持单5V或3.3V电源供电，适用范围更广。如果由5V供电，内部稳压器会提供设备内部使用的3.3V和1.8V电源。

三、应用领域

3.1 USB端口扩展

当设备的USB端口数量不足时，XR22404可以实现端口扩展，让我们能够同时连接更多的USB设备，如鼠标、键盘、U盘等。

3.2 扩展坞

在扩展坞中，XR22404可以将多个USB设备连接到主机上，实现设备的多功能扩展，方便用户在不同场景下使用。

3.3 POS终端

在销售点终端设备中，需要连接多种USB设备，如扫码枪、打印机等，XR22404可以满足其端口扩展需求，确保设备的正常运行。

3.4 工业应用

在工厂自动化和过程控制等工业领域，也可以使用XR22404来连接各种USB设备，实现数据的传输和设备的控制。

四、电气特性

4.1 绝对最大额定值

使用时需要注意其绝对最大额定值，如VCC5电源电压范围为 - 0.5V至6V，VCC33电源电压范围为 - 0.5V至4V等。超出这些范围可能会对设备造成永久性损坏，影响设备的可靠性和使用寿命。

4.2 工作条件

一般在 (T{A}=0^{circ} C) 至70°C，(V{CC}=4.4 ~V) 至5.5V的条件下工作。在不同的上游端口速度、活动下游端口数量和下游端口设备速度组合下，其功耗和直流电源电流会有所不同。例如，在高速模式下，随着活动下游端口数量和设备速度的增加，电源电流也会相应增大。

五、引脚功能

XR22404有24 - Pin TQFN和28 - Pin SSOP两种封装形式，不同的引脚具有不同的功能。例如，GND引脚为数字地，XTALOUT和XTALIN引脚用于连接12MHz晶体，DM和DP引脚用于传输USB数据等。在设计电路时，需要根据引脚功能进行正确的连接，以确保设备的正常工作。

六、应用信息

6.1 功能描述

其单事务转换器允许将来自上游端口的高速数据包转换为适用于下游端口的全速或低速命令。同时，它还能在所有四个下游端口提供电池充电功能。

6.2 USB接口

支持一种配置，利用控制端点和状态改变端点。可配置为总线供电模式（最大功率500 mA）或自供电模式，不同模式下下游端口的功率限制不同。

6.3 设备复位

具有自动上电复位和外部硬件引脚复位功能。在设备复位时，会对LED_CTL/CHRGEN引脚进行采样，以确定正常集线器操作或充电模式。

6.4 USB挂起

当在3 ms内未检测到USB数据线上的任何活动时，设备将进入挂起状态。在总线供电模式下，外围设备需要在接下来的7 ms内将功耗降低到允许的2.5 mA限制。

6.5 电池充电

在自供电模式下，无论设备处于何种状态，只要LED_CTL/CHRGEN引脚在上电或外部复位时被置为逻辑‘1’，就可以在所有下游端口启用电池充电功能。根据不同的引脚状态组合，可实现充电下游端口（CDP）或专用充电端口（DCP）的功能。

6.6 外部EEPROM

可以使用外部I2C EEPROM来配置USB设备描述符和下游端口数量。但要注意，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。

七、机械尺寸与订购信息

文档中给出了TQFN - 24和SSOP - 28两种封装的机械尺寸，在进行PCB设计时需要参考这些尺寸。同时，还提供了不同型号的订购信息，包括工作温度范围、是否无铅、封装形式和包装方法等，方便用户根据需求进行选择。

总之，XR22404 USB 2.0 4 - Port Hub是一款功能强大、应用广泛的产品。在使用过程中，我们需要充分了解其特性和参数，合理进行电路设计和配置，以发挥其最大的性能。大家在实际应用中遇到过哪些问题呢？欢迎一起交流探讨。