如何選擇合適的 USB 橋接器

    嵌入式設計人員在選擇 USB 橋接器設備以確保無縫 USB 集成時應考慮多種因素。
    首先，重要的是盡量減少很容易影響分配預算的硬件設計成本。大多數(shù) USB 橋接器或 MCU 都需要外部組件，例如用于 USB 功能的晶體振蕩器或端接電阻器。選擇高度集成的橋接器件可以消除對包括晶體、穩(wěn)壓器和存儲器在內(nèi)的外部組件的需求，從而減少硬件設計時間和成本。
    對于全速功能，USB 設備需要 48 MHz 時鐘輸入。選擇帶有內(nèi)部時鐘的 USB 設備可以生成準確的 48 MHz 時鐘，從而無需外部晶振。另一個需要尋找的重要特性是時鐘恢復電路。USB 規(guī)范要求內(nèi)部時鐘高度準確。但是，大多數(shù)情況下，內(nèi)部振蕩器的頻率精度可能會有所不同。時鐘恢復電路使用輸入的 USB 數(shù)據(jù)流來調(diào)整內(nèi)部振蕩器，它允許內(nèi)部振蕩器滿足 USB 時鐘容限的要求。使用這種新型時鐘恢復系統(tǒng)的設備無需外部晶體振蕩器，從而降低了成本。
    將 USB 添加到嵌入式應用程序的主要優(yōu)勢之一是能夠為設備供電。當 USB 設備在連接到主機時由總線供電時，電池供電設備可以限度地延長電池壽命。這需要一個低壓差 (LDO) 或穩(wěn)壓器將電壓從 5 V（主機）降至 3.3 V。使用帶有集成收發(fā)器和片上匹配和上拉的 USB 功能控制器也是必不可少的電阻器。用于正確 USB 線路端接的端接電阻器和用于直接 USB 連接的 5 V 穩(wěn)壓器的集成進一步減小了印刷電路板 (PCB) 的尺寸。

    此外，提供 GPIO 控制功能和時鐘輸出功能的 USB 橋接器增加了設計的靈活性并縮短了開發(fā)時間。橋接設備中另一個需要考慮的吸引人的特性是支持多種波特率以適應廣泛應用的靈活性。

    一些現(xiàn)代 USB 橋接設備還提供功能以進一步節(jié)省 PCB 面積（圖 2）。例如，Silicon Labs 的 CP2102N 設備包括一個集成的電池充電器檢測功能，可檢測連接的充電器類型，以及一個遠程喚醒功能，可喚醒掛起的主機。在片上包含此類功能不僅增強了嵌入式設計的靈活性，而且還節(jié)省了總體系統(tǒng)成本。
    ，設計人員必須盡量減少 USB 空間，以滿足對空間敏感的便攜式應用的外形尺寸和人體工程學要求。此外，一些遺留應用程序可能需要在升級應用程序以包括 USB 連接時保持相同的物理尺寸。
    選擇提供小型封裝變體的 USB 橋接器有助于通過減少 PCB 占用空間并使設計人員能夠?qū)⒔鉀Q方案壓縮到比 RS-232 連接器更小的空間中來克服這一限制。