Giới thiệu về Hub và bộ điều khiển USB
Bộ chia USB-thường được gọi là bộ chia USB-là một thiết bị mở rộng ngoại vi dùng để tăng số lượng cổng Universal Serial Bus (USB) có sẵn. Chức năng chính của nó là lấy một cổng USB duy nhất từ một thiết bị (chẳng hạn như máy tính hoặc sạc dự phòng) và chia nó thành nhiều cổng có thể sử dụng đồng thời. Điều này giải quyết vấn đề không đủ cổng gốc và đáp ứng nhu cầu kết nối nhiều thiết bị ngoại vi USB cùng một lúc của người dùng; chẳng hạn, người dùng có thể kết nối đồng thời các thiết bị như ổ đĩa flash, chuột, bàn phím, ổ cứng ngoài và điện thoại di động chỉ bằng một trung tâm, loại bỏ nhu cầu liên tục cắm và rút phích cắm thiết bị.
Phân loại Hub và Bộ điều khiển USB
Hub USB được phân thành hai loại: thụ động và chủ động. Hub thụ động không yêu cầu nguồn điện bên ngoài; chúng lấy nguồn trực tiếp từ cổng USB của thiết bị chủ. Chúng phù hợp với các thiết bị ngoại vi có nguồn điện thấp-như ổ đĩa flash, bộ điều hợp mạng không dây, chuột và bàn phím. Những trung tâm này nhỏ gọn và di động, khiến chúng trở nên lý tưởng để sử dụng khi đang di chuyển. Các hub hoạt động yêu cầu nguồn điện bên ngoài độc lập, cho phép chúng cung cấp nguồn điện ổn định và đủ cho mỗi cổng. Chúng có thể điều khiển-các thiết bị ngoại vi có công suất cao-chẳng hạn như ổ cứng di động, màn hình và tấm làm mát-và duy trì việc truyền dữ liệu ổn định khi nhiều thiết bị được kết nối, ngăn chặn các sự cố như giảm tốc độ hoặc ngắt kết nối. Do đó, chúng phù hợp hơn cho các thiết lập máy tính để bàn cố định. Ngoài ra, các hub được phân loại theo phiên bản giao thức USB; các sản phẩm chủ đạo trên thị trường bao gồm USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1/3.2 và các hub USB4 mới nhất. Mỗi phiên bản hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu tối đa khác nhau, trong đó các phiên bản cao hơn cung cấp tốc độ nhanh hơn để phù hợp với các thiết bị sử dụng nhiều băng thông-như ổ SSD ngoài{18}}tốc độ cao và card đồ họa ngoài. Một số bộ chia USB còn tích hợp các tính năng như đầu đọc thẻ, sạc nhanh PD và đầu ra video HDMI, tổng hợp các nhu cầu mở rộng khác nhau và đơn giản hóa hơn nữa việc thiết lập máy tính để bàn.
Bộ điều khiển USB là bộ phận cốt lõi quản lý việc truyền dữ liệu và lệnh giữa các thiết bị USB và máy chủ. Nó có thể đề cập đến chip phần cứng được tích hợp vào bo mạch chủ máy tính hoặc chipset thiết bị hoặc phần mềm trình điều khiển liên quan; trong cả hai trường hợp, nó là thành phần quan trọng đảm bảo hoạt động bình thường của toàn bộ hệ thống USB. Là một thành phần phần cứng, bộ điều khiển USB thường được tích hợp vào chip cầu nam của bo mạch chủ hoặc chip điều khiển độc lập. Nó quản lý các tác vụ như truyền dữ liệu, phân bổ băng thông và nhận dạng thiết bị cho tất cả các cổng USB trên máy chủ. Nó phối hợp nhiều thiết bị USB được kết nối đồng thời, chuyển tiếp các lệnh của máy chủ đến các thiết bị ngoại vi thích hợp và xử lý dữ liệu được các thiết bị ngoại vi trả về trước khi chuyển nó đến bộ xử lý máy chủ. Các thế hệ bộ điều khiển USB khác nhau hỗ trợ các giao thức USB khác nhau; ví dụ: bộ điều khiển UHCI và OHCI đời đầu hỗ trợ USB 1.1, trong khi bộ điều khiển EHCI tiếp theo hỗ trợ USB 2.0. XHCI (Giao diện bộ điều khiển máy chủ eXtensible) là tiêu chuẩn phổ biến hiện nay; trở nên phổ biến với sự ra đời của USB 3.0, nó cung cấp khả năng tương thích ngược với các giao thức USB cũ hơn đồng thời hỗ trợ băng thông cao hơn và quản lý nguồn linh hoạt hơn để phù hợp với các thiết bị USB tốc độ cao hiện đại. Ở cấp độ phần mềm, bộ điều khiển USB về cơ bản là trình điều khiển thiết bị kết nối bộ điều khiển phần cứng và hệ điều hành. Hệ điều hành dựa vào trình điều khiển này để nhận dạng bộ điều khiển phần cứng và quản lý tất cả các thiết bị USB được kết nối; trục trặc của trình điều khiển có thể dẫn đến các sự cố như không nhận dạng được thiết bị hoặc mất kết nối trong quá trình truyền dữ liệu.
Các mẫu cụ thể của bộ chia và bộ điều khiển USB
TPS2585x-Q1 là giải pháp cổng sạc USB tích hợp bao gồm bộ chuyển đổi DC/DC đồng bộ-hiệu suất cao. Nó cũng tích hợp các chức năng phát hiện và kiểm soát, cho phép nó hoạt động như một cổng Sạc pin USB 1.2 và Loại{6}}C.
TPS2585x-Q1 là bộ điều khiển sạc USB Loại-C tích hợp cao được thiết kế cho các ứng dụng-một cổng.
Thiết bị này tích hợp một bộ điều chỉnh chuyển đổi nguyên khối, đồng bộ, được chỉnh lưu, giảm dần (buck) với MOSFET nguồn bên trong, cùng với một công tắc giới hạn dòng điện USB-có tính năng phát hiện cổng sạc tự động. TPS2585x-Q1 cung cấp một giải pháp nhỏ gọn,{6}}hiệu quả cao mang lại khả năng điều chỉnh đường dây và tải tuyệt vời trên phạm vi điện áp đầu vào rộng. Bộ điều chỉnh Buck đồng bộ sử dụng điều khiển chế độ-dòng điện cực đại và bù bên trong để đơn giản hóa thiết kế. Đối với TPS25854-Q1, một điện trở trên chân FREQ cho phép đặt tần số chuyển mạch trong khoảng từ 200 kHz đến 800 kHz. Đối với TPS25855-Q1, một điện trở trên chân FREQ cho phép đặt tần số chuyển mạch trong khoảng từ 200 kHz đến 3 MHz. Hoạt động ở tần số dưới 400 kHz sẽ đạt được hiệu suất hệ thống cao hơn, trong khi hoạt động ở tần số trên 2,1 MHz sẽ tránh được băng tần vô tuyến AM và cho phép sử dụng cuộn cảm nhỏ hơn.
TPS2585x-Q1 tích hợp các chức năng của bộ điều khiển cổng USB Loại-C tiêu chuẩn, bao gồm logic Kênh cấu hình (CC) cho quảng cáo hiện tại 3 A và 1,5 A. Hỗ trợ Sạc pin tích hợp (BC1.2) cung cấp các đặc tính điện cần thiết cho các thiết bị USB không phải-Loại{9}}C cũ để xác định khả năng cấp nguồn của cổng USB thông qua tín hiệu đường truyền dữ liệu USB.
TPS2585x-Q1 hỗ trợ khả năng điều chỉnh nhiệt thông minh, cho phép điều chỉnh dòng điện đầu ra dựa trên ngưỡng TS bên ngoài. Ngoài ra, thiết bị còn tích hợp bộ nguồn VCONN đáp ứng yêu cầu về nguồn điện USB 3.1. Mức độ tích hợp hệ thống cao và dung lượng nhỏ khiến nó đặc biệt phù hợp với các ứng dụng-một cổng.
TPS2585x-Q1 có điện áp đầu ra cố định là 5,1 V. Nó cũng tích hợp bộ khuếch đại cảm biến dòng điện-chính xác để người dùng-có thể lập trình bù sụt áp trên cáp và điều chỉnh giới hạn dòng điện, với điện áp bù cáp tối đa là 400 mV. Bù cáp cho phép điện áp đầu ra của bộ điều chỉnh Buck thay đổi tuyến tính theo dòng tải để bù đắp sự sụt giảm điện áp do điện trở dây trong hệ thống cáp ô tô, từ đó giúp các thiết bị di động đạt được dòng điện và điện áp sạc tối ưu khi tải nặng. Điện áp bus đo được ở thiết bị di động được kết nối về cơ bản vẫn không đổi bất kể dòng điện tải, cho phép bộ sạc pin của thiết bị di động hoạt động trong điều kiện lý tưởng.
Thông số bộ điều khiển và trung tâm USB
|
Kiểu |
Bộ điều khiển CC, bộ chuyển đổi DC/DC |
|
Chức năng |
Loại-C |
|
Đường dẫn điện bên trong |
5 V 3 A |
|
Vai trò quyền lực |
Nguồn |
|
Vai trò dữ liệu |
Không có dữ liệu |
|
Chế độ thay thế |
KHÔNG |
|
Hỗ trợ hết pin |
KHÔNG |
|
Đánh giá |
ô tô |
|
Phạm vi nhiệt độ hoạt động (độ) |
-45 đến 125 |
Chú phổ biến: trung tâm và bộ điều khiển usb, nhà sản xuất, nhà cung cấp trung tâm và bộ điều khiển usb Trung Quốc
