Microchip USB224X：高性能USB 2.0閃存媒體控制器深度解析

在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，閃存媒體的讀寫需求日益增長，一款高性能的閃存媒體控制器顯得尤為重要。Microchip的USB224X系列產(chǎn)品就是這樣一款值得關(guān)注的解決方案，它為我們提供了高效、穩(wěn)定的閃存媒體讀寫體驗(yàn)。

文件下載：USB2240-AEZG-06.pdf

產(chǎn)品概述

Microchip USB224x是一款完全符合USB 2.0規(guī)范的閃存媒體卡讀卡器解決方案。它能夠?qū)D-Picture Card、Memory Stick、Secure Digital和MultiMediaCard等常見閃存媒體進(jìn)行讀寫操作。這款產(chǎn)品采用單芯片集成設(shè)計(jì)，具有超低功耗和高性能的特點(diǎn)，平均持續(xù)傳輸速率超過35MB/s（前提是媒體和主機(jī)能夠支持該速率）。

關(guān)鍵特性

硬件特性

1. 封裝與溫度范圍：采用36引腳QFN封裝（6x6 mm），符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。有商業(yè)溫度范圍（0°C至+70°C）和工業(yè)溫度范圍（-40°C至+85°C）可選。
2. 微處理器：搭載60MHz的8051 8位微處理器，支持單周期執(zhí)行，擁有64KB ROM和14KB RAM。
3. 電源管理：支持單一外部3.3V電源，內(nèi)部穩(wěn)壓器提供1.8V內(nèi)部核心電壓，有助于節(jié)省物料成本和降低功耗。
4. 閃存媒體支持：兼容多種閃存媒體規(guī)格，如Secure Digital 2.0（HS - SD、SDHC等）、MultiMediaCard 4.2（1/4/8 - bit MMC）、Memory Stick多種格式以及xD - Picture Card 1.2。
5. 其他特性：支持MMC流式傳輸模式，具備擴(kuò)展配置選項(xiàng)，如xD播放器模式操作、插槽開關(guān)極性設(shè)置等；配備媒體活動(dòng)LED；板載24MHz晶體驅(qū)動(dòng)電路，可選外部24MHz時(shí)鐘輸入；內(nèi)部卡電源FET具有200mA電流和“折返”短路保護(hù)功能。

軟件特性

1. 可定制性：如果使用外部EEPROM，可定制供應(yīng)商、產(chǎn)品、語言和設(shè)備ID，以及序列號字符串（最大12個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字）、閃存媒體讀寫器的制造商ID和產(chǎn)品字符串、LED閃爍間隔或持續(xù)時(shí)間。
2. 低延遲處理：針對低延遲中斷處理進(jìn)行了優(yōu)化，減少系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間。
3. 內(nèi)存占用優(yōu)化：降低了內(nèi)存占用，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

系統(tǒng)配置

EEPROM配置

USB224x可以通過一個(gè)2線（I2C）EEPROM（512x8）閃存設(shè)備進(jìn)行配置。如果沒有外部配置設(shè)備，則使用內(nèi)部默認(rèn)值。OEM可以通過USB接口更新配置值，設(shè)備會(huì)自動(dòng)連接到上游USB主機(jī)。

內(nèi)部閃存媒體控制器配置

EEPROM中存儲(chǔ)了一系列配置信息，包括USB序列號、供應(yīng)商和產(chǎn)品標(biāo)識符、語言標(biāo)識符、設(shè)備功率配置、LED閃爍設(shè)置、設(shè)備ID字符串等。這些配置信息可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，以滿足不同的應(yīng)用需求。

默認(rèn)配置選項(xiàng)

Microchip設(shè)備可以通過其內(nèi)部默認(rèn)配置進(jìn)行設(shè)置。在硬件復(fù)位或USB總線復(fù)位時(shí)，設(shè)備會(huì)恢復(fù)到默認(rèn)狀態(tài)。

引腳配置與描述

引腳配置

不同型號的USB224x（如USB2240/40I/41/41I和USB2244/44I）具有不同的引腳配置，但總體上分為閃存媒體接口、USB接口、雜項(xiàng)和數(shù)字/電源引腳幾類。

引腳描述

每個(gè)引腳都有其特定的功能和電氣特性，如xD - Picture Card接口的數(shù)據(jù)線、寫保護(hù)信號、地址和命令選通信號；Memory Stick接口的數(shù)據(jù)線、總線狀態(tài)控制信號、時(shí)鐘信號和卡插入檢測信號；Secure Digital/ MultiMediaCard接口的數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘信號、命令信號和寫保護(hù)檢測信號等。同時(shí)，USB接口的引腳用于連接USB總線，提供數(shù)據(jù)傳輸和電源供應(yīng)。

電氣參數(shù)

直流參數(shù)

包括最大額定值、工作條件、直流電氣特性、電容和封裝熱規(guī)格等。最大額定值規(guī)定了設(shè)備能夠承受的最大電壓、電流和溫度范圍，超過這些值可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞。工作條件則定義了設(shè)備正常工作時(shí)的電壓、溫度和時(shí)間范圍。直流電氣特性描述了輸入輸出引腳的電平、漏電流、上拉和下拉電阻等參數(shù)。

交流規(guī)格

對振蕩器/晶體、陶瓷諧振器和外部時(shí)鐘的要求進(jìn)行了規(guī)定。振蕩器/晶體和陶瓷諧振器的頻率為24MHz ± 350 ppm，外部時(shí)鐘要求50%占空比 ± 10%、24MHz + 350 ppm，抖動(dòng) < 100 ps rms，并且應(yīng)符合JESD76 - 2規(guī)范的信號電平。

應(yīng)用場景

USB224X適用于多種應(yīng)用場景，如閃存媒體卡讀寫器、臺(tái)式和移動(dòng)PC、打印機(jī)、消費(fèi)類音頻/視頻和媒體播放器/查看器等。它能夠與多種操作系統(tǒng)兼容，包括Microsoft Vista、Windows XP、ME、2K SP4、Apple Mac OSx和Linux Mass Storage Class Drivers。

總結(jié)

Microchip USB224X系列產(chǎn)品憑借其高性能、低功耗、豐富的功能和廣泛的兼容性，為閃存媒體讀寫應(yīng)用提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。無論是在商業(yè)還是工業(yè)環(huán)境中，它都能夠滿足不同用戶的需求。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)產(chǎn)品時(shí)，可以充分利用其特性，提高產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性。你在使用類似的閃存媒體控制器時(shí)，遇到過哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。