EM335x工控主板預(yù)裝正版WEC7操作系統(tǒng),通過(guò)USB OTG接口與計(jì)算機(jī)連接后,可方便實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試應(yīng)用程序、文件傳輸、虛擬串口、遠(yuǎn)程桌面等功能,USB接口支持熱插拔特性,因此必須對(duì)其加以ESD保護(hù)。
USB OTG接口定義一共有5條線,USB電源線VBUS、差分?jǐn)?shù)據(jù)線D+、D-,主/從設(shè)備標(biāo)識(shí)線UID和公共地,EM335x評(píng)估底板上USB OTG接口部份電路如下:

ZE3和ZE4是兩顆磁珠,用于濾除高頻干擾,NUP4202是高速ESD保護(hù)器件,可提供IEC 4級(jí)的ESD保護(hù),通常用于USB1.0/2.0,數(shù)字視頻接口DVI和HDMI等高速信號(hào)線的ESD保護(hù),需要注意的是圖1中NUP4202的5腳連接的是VCC(+5V),而不是USB_OTG_VBUS。當(dāng)USB OTG作為主口時(shí),OTG_VBUS向外提供5V電源,OTG作為從設(shè)備時(shí),需要另一端的USB主設(shè)備向OTG_VBUS提供5V電源。 OTG接口根據(jù)OTG_UID的電平狀態(tài)來(lái)確定自己作為USB主設(shè)備還是從設(shè)備,USB OTG協(xié)議規(guī)定,如果將OTG_UID拉低,OTG口作為USB主口,可外接鼠標(biāo)、鍵盤、U盤等USB設(shè)備,將OTG_UID拉高,OTG接口作為USB從設(shè)備,可與PC機(jī)HOST口連接,用于程序調(diào)試,文件傳輸?shù)取UP4202的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2,如果將OTG_VBUS連接到NUP4202的5腳,當(dāng)OTG接口沒(méi)有連接任何設(shè)備時(shí),UID為高電平,OTG_VBUS為低電平,則UID線上的保護(hù)二級(jí)管就會(huì)一直導(dǎo)通,所以在EM335x現(xiàn)在的評(píng)估底板上(V1.4及之前版本),MPU4202的5腳直接與VCC連接。

MPU4202內(nèi)部結(jié)構(gòu)
(當(dāng)3腳連接OTG_UID為高、5腳連接OTG_VBUS為低時(shí),紅圈內(nèi)二極管將一直導(dǎo)通)
USB_OTG_VBUS是USB電源線,在熱插拔過(guò)程中產(chǎn)生的浪涌有損壞EM335x主CPU的風(fēng)險(xiǎn),因此很有必要對(duì)OTG_VBUS也進(jìn)行保護(hù),下面是TI的USB OTG專用ESD器件TPD4S012提供的保護(hù)方案。

USB OTG ESD保護(hù)TPD4S012
TPD4S012對(duì)USB OTG的4條線都提供了ESD防護(hù),EM335x開(kāi)發(fā)評(píng)估底板V1.4及之前版本使用的是NUP4202方案,從EM335xEVB V1.5開(kāi)始使用TPD4S012保護(hù)方案。如果用戶自己的應(yīng)用底板USB OTG接口部份是參考圖1的方案設(shè)計(jì),強(qiáng)烈建議對(duì)這部份電路“升級(jí)”,以對(duì)USB OTG接口提供更全面的保護(hù)。
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