MAX3421E USB периферийный / хост-контроллер с интерфейсом SPI
Одна микросхема с USB-функциональностью

MAX3421E: Типичная схема применения

Описание
Периферийный / хост-контроллер MAX3421E USB содержит цифровую логику и аналоговые схемы, необходимые для реализации полноскоростного USB-периферийного устройства или полноскоростного / низкоскоростного хоста, соответствующего спецификации USB версии 2.0. Встроенный приемопередатчик имеет защиту от электростатического разряда ± 15 кВ и программируемое подключение и отключение USB. Механизм внутреннего последовательного интерфейса (SIE) обрабатывает детали протокола USB низкого уровня, такие как проверка ошибок и повторные попытки шины. MAX3421E работает с использованием набора регистров, доступ к которому осуществляется через интерфейс SPI, работающий до 26 МГц. Любой мастер SPI (микропроцессор, ASIC, DSP и т. Д.) Может добавить функциональность USB-периферии или хоста с помощью простого 3-х или 4-х проводного интерфейса SPI.

MAX3421E делает обширную коллекцию периферийных устройств USB доступной для любого микропроцессора, ASIC или DSP, когда он работает в качестве хоста USB. Для решений типа «точка-точка», например USB-клавиатуры или мыши, подключенных к встроенной системе, встроенное программное обеспечение, управляющее MAX3421E, может быть простым, поскольку поддерживается только целевое устройство.

Внутренние преобразователи уровня позволяют интерфейсу SPI работать при напряжении системы от 1,4 В до 3,6 В. Операции с синхронизацией по USB выполняются внутри MAX3421E с прерываниями, предоставляемыми по завершении, поэтому мастеру SPI не требуются таймеры для соответствия требованиям синхронизации USB. MAX3421E включает в себя восемь входов и выходов общего назначения, поэтому любой микропроцессор, использующий выводы ввода / вывода для реализации интерфейса SPI, может освободить выводы ввода / вывода и получить дополнительные.

MAX3421E работает в расширенном температурном диапазоне от -40 ° C до + 85 ° C и доступен в 32-контактном корпусе TQFP (5 мм x 5 мм) и 32-контактном корпусе TQFN (5 мм x 5 мм).

Ключевые особенности:

    Независимое от микропроцессора решение USB
    Программное обеспечение, совместимое с периферийным контроллером MAX3420E USB с интерфейсом SPI
    Соответствует спецификации USB версии 2.0 (полноскоростная периферийная 12 Мбит / с, полноскоростная / низкоскоростная 12 Мбит / с / 1,5 Мбит / с)
    Встроенный USB-трансивер
    Встроенное / аппаратное управление внутренним резистором D + Pull (периферийный режим) и резисторами D + / D- Pull (хост-режим)
    Программируемый 3- или 4-проводной интерфейс SPI 26 МГц
    Трансляторы уровня и вход V L допускают независимое напряжение интерфейса системы
    Внутренний компаратор определяет V BUS для автономных периферийных устройств
    Защита от электростатического разряда на D +, D- и VBCOMP
    Выходной контакт прерывания (уровень или программируемый край) позволяет интерфейс SPI по запросу или по прерыванию
    Восемь входов общего назначения и восемь выходов общего назначения
    Сигнал прерывания для входных контактов общего назначения, программируемая полярность кромки
    Интеллектуальная USB SIE
    Автоматически обрабатывает управление потоком USB и двойную буферизацию
    Обрабатывает низкоуровневую сигнализацию USB
    Содержит таймеры для операций, чувствительных ко времени USB, поэтому SPI Master не нуждается во временных событиях
    Компактные бессвинцовые пакеты TQFP и TQFN (5 мм x 5 мм)

Далее предлагаю ознакомится с рядом часто задаваемых вопросов.

Часто задаваемые вопросы: MAX3421E

Что такое MAX3421E?

MAX3421E - это контроллер USB, который может функционировать как периферийное устройство USB или как хост. Он построен на периферийном контроллере Maxim MAX3420E и имеет интерфейс SPI, который может работать до 26 МГц. MAX3421E содержит приемопередатчик с полной / низкой скоростью, интеллектуальный модуль последовательного интерфейса (SIE) и файл регистров, доступный через интерфейс SPI.

Включает ли MAX3421E микроконтроллер?

Нет. Как и MAX3420E, MAX3421E предназначен для работы с любым контроллером, таким как микроконтроллер, DSP или ASIC. Он подключается к мастеру SPI, который может работать до 26 МГц.

MAX3421E - это устройство USB On-The-Go (OTG)?

Не совсем. MAX3421E - это USB-контроллер с двойной ролью (периферийный и главный), поэтому он реализует цифровую часть OTG. Хотя он не содержит управления V BUS и других аналоговых данных, требуемых устройством OTG, эти функции могут быть добавлены с помощью внешней схемы и управляются контактами ввода-вывода общего назначения MAX3421E.

Что означает «Smart SIE»?

SIE расшифровывается как Serial Interface Engine. SIE преобразует сигналы, полученные и отправленные приемопередатчиком USB, в пакеты. Обычная SIE выполняет базовую обработку сигналов, такую ​​как:

    Генерация CRC и проверка ошибок
    Битовая начинка
    Часы регенерации
    Отправка и проверка пакетов рукопожатия

Интеллектуальная SIE углубляется в протокол USB, обрабатывая проблемы протокола более высокого уровня, поэтому программисту не нужно беспокоиться о них.

Вот пример. Когда хост USB отправляет запрос IN на периферийное устройство и получает действительные данные, но неправильно переключает данные, что должен делать хост? Нормальная SIE представит результаты (хорошие данные, плохое переключение) микропроцессору и предоставит микропрограмме правильную реакцию, согласно спецификации USB на 622 страницах.

Вот что делает умный SIE MAX3421E. MAX3421E отправляет квитирование ACK, но не дополняет свои собственные данные, переключая или генерируя запрос прерывания RCVDAV (Принимаемые данные доступны), который указывает ЦПУ, что принятые данные действительны. Если ACKing пакет с неправильным значением переключателя звучит нелогично , пожалуйста, просмотрите MAX3421E Руководство по программированию для более подробной информации. MAX3421E обрабатывает эту часть протокола USB, поэтому прошивка не требуется.

В качестве другого примера, в качестве хоста интеллектуальная SIE MAX3421E автоматически генерирует маркеры кадров в 1 миллисекунду. Процессор, подключенный к MAX3421E, запускает пакеты хоста, записывая регистр с именем HXFR. Если ЦП записывает регистр HXFR в конце кадра, и во фрейме недостаточно времени, чтобы избежать столкновения с маркером кадра, SIE автоматически откладывает передачу передачи до следующего кадра.

Чем MAX3421E электрически отличается от MAX3420E?

Оба устройства имеют два напряжения, V CC и V L. V L служит пороговым напряжением для встроенных преобразователей уровня, которые позволяют деталям работать в системах со смешанным напряжением.

Если вы сравните два тока питания, I CC и I L , для двух частей, вы увидите, что они различаются, потому что:

    MAX3420E питает свой генератор, PLL и трансивер от V CC , а цифровую логику от V L.
    MAX3421E питает все, генератор, PLL, трансивер и его цифровую логику от V CC . Это приводит к более высокому I CC, чем для MAX3420E.

Является ли MAX3421E заменой для MAX3420E?

Нет. MAX3421 имеет больше сигнальных контактов, чем MAX3420E, а пакет MAX3421E TQFP (5 мм на 5 мм) меньше, чем пакет MAX3420E TQFP (7 мм на 7 мм).

Совместим ли код MAX3421E с MAX3420E?

Да. Когда MAX3421E включается или сбрасывается, по умолчанию используется периферийный режим с тем же регистром, что и MAX3420E.

Какие типы и скорости USB-передачи поддерживает MAX3421E в качестве хоста?

MAX3421E работает как низкоскоростной (1,5 Мбит / с) или полноскоростной (12 Мбит / с) хост. На низкой скорости он поддерживает передачи CONTROL, BULK и INTERRUPT. На полной скорости он поддерживает передачи CONTROL, BULK, INTERRUPT и ISOCHRONOUS.

Может ли MAX3421E общаться с низкоскоростными устройствами, подключенными к концентратору?

Да. Умный SIE управляет деталями сигнализации. Если встроенное ПО хоста устанавливает бит, называемый HUBPRE, равным 1, SIE автоматически отправляет высокоскоростной пакет PRE в концентратор, прежде чем вернуться к низкоскоростной передаче сигналов на устройство.

Может ли MAX3421E определить, как он подключен - в качестве периферийного устройства или хоста?

Да. Если конструкция включает в себя разъемы USB A и B, переведите MAX3421E в режим хоста (бит HOST равен 1), включите внутренние понижающие резисторы DP / DM и подайте 5 В на вывод V BUS разъема A. Прерывание MAX3421E сигнализирует о подключении устройства. На B-соединителе подключите контакт V BUS к входу MAX3421E VBCOMP (VBUS Comparator). Затем, когда пользователь подключается к ПК, MAX3421E обнаруживает VBUS, а MAX3421E настраивается как периферийное устройство.

Могу ли я электрически изолировать MAX3421E?

Да. Интерфейс SPI в MAX3421E идентичен интерфейсу SPI в MAX3420E. Пожалуйста, ознакомьтесь с Разделом 3 примечания по применению MAX3420E, Часто задаваемые вопросы о MAX3420E по этому вопросу.

Что добавляется к MAX3421E при работе в качестве периферийного устройства USB, что делает его отличным от MAX3420E?

    MAX3421E добавляет четыре входных контакта общего назначения и четыре выходных контакта общего назначения. Таким образом, общее количество GPIO достигает восьми, восьми.
    MAX3421E добавляет запросы на прерывание для восьми входных контактов общего назначения. С каждым выводом связан бит разрешения прерывания и бит полярности края.
    MAX3421E имеет немного под названием SEPIRQ. Этот бит позволяет выводу GPX служить вторым выходным выводом прерывания (в дополнение к INT), который активен только для прерываний GPIN.
    MAX3421E может запрограммировать время, в которое вывод INT деактивируется и восстанавливается в режиме прерывания по фронту, когда одно прерывание очищено, а другое ожидает. MAX3420E использует фиксированное время 10,6 мкс для этого интервала.

MAX3421E USB-сертифицирован?

Да, как периферийное устройство. Сертификация хоста - это относительно новая концепция тестирования USB, и Maxim намеревается сертифицировать MAX3421E как хост USB. Вы можете проверить веб-сайт Maxim на наличие обновлений сертификации USB или подписаться на автоматические обновления по электронной почте по мере их появления.