【技术】“USB 3.0时代”- 瑞萨电子推出多款低功耗USB主机控制器

时间： 2018-05-17 来源：RENESAS

技术问答

什么是USB？

USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种接口规范，允许通过标准化连接器，使计算机能够连接各种外围设备。USB提供了许多有用且便利的功能，例如，“集线器”通过使用分支设备，能够同时连接多达127个设备，并且支持即插即用和热插拔功能。

图1 USB接口示意图

作为下一代USB规范，USB 3.0在2008年发布初始版本。与USB 2.0相比，USB 3.0的最大传输速率从480Mbps（即60MB/s）提升至5Gbps（即640MB/s）。总而言之，USB 3.0将为需要快速、高容量通信的应用提供无数的可能性，同时也需要保持与USB 2.0的兼容性，因为很多投入使用的设备采用了USB 2.0规范。

USB的应用

随着各种数码产品的流行，人们在日常生活中使用到的USB设备数量不断增加，USB在个人计算机、数字家电、音频/视频设备、嵌入式设备以及个人医疗保健等各个领域的应用也随之增长。

图2 USB技术的应用

USB主机控制器

在USB设备中，如果没有主机控制器的话，设备便不能主动发数据，所以主机控制器在USB设备中扮演着至关重要的角色。作为USB实施者论坛（USB-IF）的核心成员之一，RENESAS一直积极参与围绕USB协议的技术规范的开发与支持。例如，该公司推出的两款USB主机控制器：μPD720201和μPD720202，兼容USB 3.0和xHCI 1.0（可扩展主机控制器接口）规范。同时，系统总线与PCIe Gen2规范兼容，提供支持LS（低速）、FS（全速）、HS（高速）以及SS（超速）的USB端口（μPD720201提供4个，μPD720202提供2个），如图3所示。

μPD720201采用68引脚QFN封装，μPD720202采用48引脚QFN封装，与Renesas之前的产品相比，具有以下改进：

·低功耗模式下，功耗低至4.5mW，相比减少了90％

·对数据传输处理电路进行了改进，有效数据写入速度提高了40％以上

·消除了固件下载对外部串行闪存ROM的需求

图3 μPD720201（上）和μPD720202（下）的内部框图

针于USB 2.0规范，Renesas也推出了一系列产品，例如，μPD720102 USB主机控制器，具备3个USB端口，如图4所示。同时，提供基于硬件的速度增强功能，具备省电功能，与现有的软件驱动程序兼容。此外，μPD720102可为核心逻辑、USB终端电阻以及片上其他电阻提供1.5V稳压，能都降低外部元件的使用，有助于降低开发成本。

图4 μPD720102的内部框图

如图5所示，除了上面介绍的USB主机控制器之外，Renesas还推出了多款围绕USB 2.0/3.0规范开发的USB主机控制器，被广泛应用于PC/服务器主板、PCI附加卡、数字电视、硬盘录像机、机顶盒、多功能打印机、无线路由器、NAS以及打印机服务器等设备。

图5 USB ASSP阵容

此外，Renesas还推出了符合USB 2.0规范的如微控制器和微处理器等产品，如图6所示。

图6 USB微控制器和微处理器阵容

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设计经验发布时间 : 2022-05-27

Winning Combo Solution Proposals

型号- 6P41505BNBGI,ISL9001A,F2914,ISL91302BI,PD720115,PS2911,OB1203SD-C4,ISL26132,ISL68201,HXR8201 SR,HXT8201,HXT8201 SR,RX600,RTL8189EM,ISL83386EIVZ,PS9301,RX/23T,ISL97901,HXR44100,RX/23W,UPD720202,ZL9024M,ISL91127,ISL8205M,NR5195AH,PS2711-1,R5F5651EDDFM,RZ/N1D,D2-7XX83,ISL85009,HXT42100 LR,IDT1339,IDT1338,R1EX24512BT,ISL80505A,ISL29501,ΜPD720201,9FGV0441,ISL85003,HXR45400,ISL68227,ISL6146,ISL85005,ISL68223,R5F104BD,RAJ240100,RZ/T1-M,ISL28417,ISL95810,HXT14150,RX72M,RZ/G2M,ISL85005A,HXT44100,ΜPD720210,RZ/G2E,ZMOD4450,ISL80103,ISL9301,ISL80101,P9821-1,RMLV0408,READ2302,RL78/L12,RL78/L13,ISL15102,RX72T,ISL55210,RX23T,ISL28230,ISL99390,FT-2000,RL78/H1D,RA4M1,RZ/G1C,HXT45400,ISL9021A,ISL60002,ISL80410,R5H30313XB08,9BDL411B,ISL88011,HXR45100,NR5200,BCR16RM,RX23W,R1EX25512ATA00I,RV2X6387,ISL97656,ISL85415,RX113,HXC42100,HXC44400,RX231,RX111,HXT45411,HXT45410,ISL85410,HXR42400,ISL85413,ISLA112P50,OB1203,HXT14100,RAA229001,RL78/G11,RL78/G12,RL78/G13,RL78/G14,HXR14150,TW8844,ISL8225M,RL78,SAIC101,RL78/G1A,RL78/G1D,RL78/G1H,P2802-1,ISL81401,ISL68301,ISL8272M,RX/651,FS1012,SGAS711,UPD720115,ISL6146B,ISL95338,ISL97634,RX24T,ISL99380,HXC42200,ZMID520X,RZ/A2M,RX130,R7F0C009,ZIOL2401,ISL80019A,RS780E,PS9821-1,PS9124,RAA229022,ISL8203M,ISL2101A,RX/65N,5P49V6965,ISL80030A,ISL8022,ISL8023,RAA235100,RAA228006,NX6360,RA6M1,R7FS3A6,R5F100PL,RA6M3,ISL29125,ISL9113,ISL8024,ISL69259,RAA228000,R1EX24512BTAS0I,ISL3179E,RX/62T,RAA228004,ISL3034E,F1420,PS9031,HXR14400,ISL99360,R7F0C908,R2A20114B,R7F0C905,P9242,ISL91212B,R7F0C001G,RZ/T1,HS3004,ISL89410,ISL32704E,HXT42100,NX6370,HS3002,HS3003,NX6375,ISL69269,RL78/G13A,HS3001,ISL28023,FS2012,ISL9238,RAA226054,GX36420,HXR8201,HXT44400,RAA228113,ZMID5202,ISL28130,ISL85403,ISL80020A,RL78/I1A,ISL91211B,HXC14400,ISL8212M,RAA462113FYL,ISL81601,ISL28134,ISL80510,ISL95338B,ISL6420,ISL9007,RX/72M,ISL9008,ISL80505,SB710,RAA223011,ISL91302BIKZ-TR5852,READ2302GSP,ISL91302BIKZ-TR5850,F2977,ISL91302BIKZ-TR5851,ΜPC4742,HXC42400,8P34,ISL80031A,ISL9008A,R9A02G011,ISL28006,ISL9021,8A34043,ISL8723,ZAMC4100,KSZ9031RNX,HXC45480,ISL99227,LS3000,NJL5310R,ISL9005A,ISL97519A,RL78/L1A,ISL80019,ISL80138,ISL295035,5L1503L,ISL68127,ISL61851,ISL80015,SSD1306,ISL68124,RA2A1,RAJ240045,ISL3232E,DMG7430LFG,RAA212422,RAA212421,HA1630D,HIP2211,HIP2103,ISL29033,ISL85003A,HIP2104,P9242-R,GX76474,ZMOD4510,ISL6294,ISL85010,ISL8277M,ISL85012,R7FS1JA,ISL69227,ISL85014,ISL69228,PS2802-1,RJH60D5,ISL29035,ISL3331,BCR8LM-12LA,ISL69224,NR5159,ISL6721,ISL69222,ISL9003A,ISL80031,ISL80030,ISL28291,RX65N,R1EX24512ATA00I,R7FS7G2,ISL6186,NR5195,ISL81487,ISL8118,FT-2000+,ISL6730,RX/24T,ISL8117,BCR30FR-8LB,LS4000,HXR42100 LR,ISL91134,HXR14100,RX/130,RX651,R7FS5D9,ISL80020,5P49V5908,5P35021,5P49V5907,ISL8490,ZMOD4410,ISL85033,RAA228217,HXT45111,HXR44400,P9221,ISL8130,HXR42100,ISL8014,HXT42400,HXT14400,RAA211220,ISL4221E,ISL76683,HXC45200,PS2561DL2-1

应用及方案 - RENESAS - 17/Feb, 2020 PDF 英文下载

【应用】速率高达5Gbps的USB主机控制器应用于台式电脑PCIE转USB端口扩展器，静态功耗低至10μA

在台式电脑上，有时需要用到多个USB设备，造成USB端口不够用，此时就需要对USB端口进行扩展。Renesas瑞萨USB主机控制器μPD720201K8是第三代通用串行总线3.0主机控制器，符合通用串行总线3.0规范，以及英特尔可扩展主机控制器接口。

应用方案发布时间 : 2022-09-01

CN288 Phytium FT-2000 Solutions

型号- FT-2000,RJK0328,ISL85009,5P49V5908NDGI8,IDT1339,FT2000,RJK0332,ISL8120,ΜPD720201,9DBL411,ISL8014,ISL80101,RS780E,9BDL411B,5P49V5908B508,ISL8014A,RJK0328L,RJK0332H,5P49V5908B508NDGI,SB710,ISL4221E

应用及方案 - RENESAS - May,2020 PDF 英文下载