如何选择合适的 USB 桥接器

    嵌入式设计人员在选择 USB 桥接器设备以确保无缝 USB 集成时应考虑多种因素。
    首先，重要的是尽量减少很容易影响分配预算的硬件设计成本。大多数 USB 桥接器或 MCU 都需要外部组件，例如用于 USB 功能的晶体振荡器或端接电阻器。选择高度集成的桥接器件可以消除对包括晶体、稳压器和存储器在内的外部组件的需求，从而减少硬件设计时间和成本。
    对于全速功能，USB 设备需要 48 MHz 时钟输入。选择带有内部时钟的 USB 设备可以生成准确的 48 MHz 时钟，从而无需外部晶振。另一个需要寻找的重要特性是时钟恢复电路。USB 规范要求内部时钟高度准确。但是，大多数情况下，内部振荡器的频率精度可能会有所不同。时钟恢复电路使用输入的 USB 数据流来调整内部振荡器，它允许内部振荡器满足 USB 时钟容限的要求。使用这种新型时钟恢复系统的设备无需外部晶体振荡器，从而降低了成本。
    将 USB 添加到嵌入式应用程序的主要优势之一是能够为设备供电。当 USB 设备在连接到主机时由总线供电时，电池供电设备可以限度地延长电池寿命。这需要一个低压差 (LDO) 或稳压器将电压从 5 V（主机）降至 3.3 V。使用带有集成收发器和片上匹配和上拉的 USB 功能控制器也是必不可少的电阻器。用于正确 USB 线路端接的端接电阻器和用于直接 USB 连接的 5 V 稳压器的集成进一步减小了印刷电路板 (PCB) 的尺寸。

    此外，提供 GPIO 控制功能和时钟输出功能的 USB 桥接器增加了设计的灵活性并缩短了开发时间。桥接设备中另一个需要考虑的吸引人的特性是支持多种波特率以适应广泛应用的灵活性。

    一些现代 USB 桥接设备还提供功能以进一步节省 PCB 面积（图 2）。例如，Silicon Labs 的 CP2102N 设备包括一个集成的电池充电器检测功能，可检测连接的充电器类型，以及一个远程唤醒功能，可唤醒挂起的主机。在片上包含此类功能不仅增强了嵌入式设计的灵活性，而且还节省了总体系统成本。
    ，设计人员必须尽量减少 USB 空间，以满足对空间敏感的便携式应用的外形尺寸和人体工程学要求。此外，一些遗留应用程序可能需要在升级应用程序以包括 USB 连接时保持相同的物理尺寸。
    选择提供小型封装变体的 USB 桥接器有助于通过减少 PCB 占用空间并使设计人员能够将解决方案压缩到比 RS-232 连接器更小的空间中来克服这一限制。