MAX3420E常見問題

一般問題

1. 什么是MAX3420E?
   MAX3420E是一個USB全速(12Mbps)外設(shè)控制器，內(nèi)置收發(fā)器和處理具體底層USB信令的USB串行接口引擎(SIE)。
   
   
2. MAX3420E包含微處理器嗎?
   不包含。MAX3420E為方便與微處理器、DSP和ASIC連接而設(shè)計。它可以向任何系統(tǒng)增加USB功能，而不必更換處理器或者開發(fā)工具。
   
   
3. MAX3420E能夠提供什么樣的封裝?
   MAX3420E可提供兩種封裝。32引腳TQFP (7mm x 7mm封裝尺寸)封裝，由于帶有封裝引線，非常適合樣機開發(fā)和實現(xiàn)較短的生產(chǎn)周期。24引腳TQFN封裝(5mm x 5mm封裝尺寸，焊盤在封裝下面)適用于大批量緊湊型產(chǎn)品。
   
   
4. MAX3420E提供無鉛封裝嗎?
   是的。

USB問題

1. MAX3420E支持何種USB速率?
   MAX3420E作為外設(shè)支持USB全速(12Mbps)工作模式。
   
   
2. MAX3420E符合USB規(guī)范嗎? 具體是哪個版本?
   MAX3420E符合USB 2.0規(guī)范，可全速工作。
   
   
3. MAX3420E支持多少個端點?
   MAX3420E包括四個端點：
   • EP0，雙向CONTROL端點，64字節(jié)FIFO。
   • EP1，OUT BULK或者INT端點，2 x 64字節(jié)雙緩沖FIFO。
   • EP2，IN BULK或者INT端點，2 x 64字節(jié)雙緩沖FIFO。
   • EP3，IN BULK或者INT端點，64字節(jié)FIFO。
   通過這些端點，可以構(gòu)建支持通用USB驅(qū)動程序的USB外設(shè)，例如人機接口設(shè)備(HID)、大容量儲存、圖象傳輸協(xié)議(PTP)和打印機等。
   
   
4. MAX3420E為什么不支持同步傳輸?
   同步傳輸需要快速接口和大容量緩沖，這些均與MAX3420E的設(shè)計目標(biāo)(能夠以任意速率運行的SPI接口低成本器件)不符。需要同步帶寬的大部分應(yīng)用實際上可以由BULK或者INTERRUPT傳輸完成。這是因為系統(tǒng)中USB設(shè)備所能提供的大部分同步帶寬，BULK/INT傳輸通常也能提供。
   
   
5. 我可以在自供電外設(shè)中使用MAX3420E嗎?
   當(dāng)然可以。實際上，MAX3420E為支持自供電應(yīng)用而整合了專門的特性。例如，自供電應(yīng)用中外設(shè)需要知道設(shè)備什么時候插入到一個上電的USB端口。MAX3420E的VBCOMP (VBUS比較器)引腳連接至VBUS，并與內(nèi)部比較器相連，該比較器在插入USB端口時提供一個中斷請求(VBUSIRQ)，與USB端口斷開連接時提供另一個中斷請求(NOVBUSIRQ)。MAX3420E還有另一個功能，當(dāng)探測到VBUS斷開時，可置位VBGATE (VBUS控制)位，自動斷開D+上拉電阻。這也是USB規(guī)范所要求的。
   
   
6. 我可以在總線供電的外設(shè)中使用MAX3420E嗎?
   是的。在總線供電應(yīng)用中，一個3.3V穩(wěn)壓器與USB連接器的VBUS引腳相連。當(dāng)外設(shè)插入到USB端口時，穩(wěn)壓器為芯片和SPI主控制器供電。因此，MAX3420的VBCOMP引腳不需要接VBUS。在這種情況下，VBCOMP輸入可以用作額外的通用輸入。必須要注意，確保該引腳的輸入信號符合MAX3420 Electrical Characteristics表中給出的門限要求。
   
   
7. MAX3420E與USB連接需要什么樣的外部電路?
   MAX3420E需要一個3.3V VCC。總線供電外設(shè)需要一個3.3V穩(wěn)壓器將VBUS引腳(4.4V至5.25V)的電壓轉(zhuǎn)換為3.3V。此外，MAX3420E還需要一個外部晶振(并聯(lián)諧振，12MHz ±0.25%)，每個引腳的負(fù)載電容連接至地，在D+/D-輸出之間需串連兩個電阻(33，1%)，還需要一個USB“B”型連接器。
   
   
8. 能夠推薦一款3.3V穩(wěn)壓器嗎?
   MAX6349TL比較合適。它可提供3.3V、150mA輸出，具有上電復(fù)位(POR)電路，可直接與MAX3420E的RES#引腳連接。在USB外設(shè)這樣的熱插拔設(shè)計中，良好的外部POR電路非常重要。
   
   
9. CONNECT位起什么作用?
   MAX3420E在D+引腳和VCC之間有一個可開關(guān)控制的1500上拉電阻。CONNECT位控制該開關(guān)的狀態(tài)。該開關(guān)允許總線供電的外設(shè)完成初始化后再與USB相連。根據(jù)USB規(guī)范的要求，在沒有VBUS的情況下，它還允許自供電外設(shè)斷開上拉電阻上的VCC。

接口問題

1. 微處理器是怎樣與MAX3420E連接的?
   微處理器完成SPI主控制器的功能，使用3、4或者5線接口與MAX3420E相連。某些微控制器含有硬件SPI，但是大部分沒有。對于后一種情況，可以通過位模擬方式利用通用IO引腳實現(xiàn)SPI主控制器。
   
   
2. SPI接口為3、4或者5線。這是什么意思?
   最簡單的SPI接口包括三條線：SS# (從機選擇)、SCLK (串行時鐘)和MISO (雙向MISO/MOSI數(shù)據(jù)配置)。由于該接口不使用INT引腳，控制微處理器需要查詢兩個中斷請求寄存器來確定MAX3420E什么時候需要服務(wù)。

   通過設(shè)置控制位(FDUPSPI，全雙工SPI)，使MOSI和MISO數(shù)據(jù)出現(xiàn)在不同引腳上，可實現(xiàn)4線接口。最后，一個INT (中斷輸出)引腳可連接處理器的中斷系統(tǒng)。
   
   

3. MAX3420E支持何種SPI時鐘模式?
   SPI模式通常以(x,y)的形式表示，其中一個變量是時鐘極性CPOL，另一個是時鐘相位CPHA。MAX3420E不需要模式位，可工作在模式(0,0)或者(1,1)下。這些模式的唯一區(qū)別是無效SCLK電平：(0,0)為低電平，(1,1)為高電平。MAX3420E SPI接口有兩個基本要求：
   • 提供給MAX3420E的MOSI數(shù)據(jù)必須在第一個SCLK上升沿之前有效。
   • 在時鐘上升沿采樣SPI輸入數(shù)據(jù)，在SCLK下降沿輸出數(shù)據(jù)。
   應(yīng)該對這些模式多加注意―某些微處理器的數(shù)據(jù)資料并不支持(0,0)和(1,1)模式。設(shè)置時鐘模式時，最好驗證一下上面兩點。請參見MAX3420E數(shù)據(jù)資料和MAX3420E編程指南中的SPI實例波形。
   
   
4. 我的CPU使用2.5V電源，但是MAX3420E使用3.3V VCC電源。我需要外部電平轉(zhuǎn)換器嗎?
   不需要。MAX3420E包含內(nèi)部電平轉(zhuǎn)換器。由VL引腳對內(nèi)部邏輯供電，作為SPI和IO引腳信號的邏輯參考電壓。對于2.5V接口，需將VL引腳接2.5V電源。VL引腳能夠工作在1.7V至3.6V電壓范圍內(nèi)。如果控制器使用3.3V電源，將VL接至VCC。
   
   
5. MAX3420E INT引腳起什么作用?
   MAX3420E需要服務(wù)時，INT引腳變?yōu)橛行顟B(tài)。USB外設(shè)工作期間，這些情況包括到達(dá)SETUP、IN或者OUT封包，以及總線復(fù)位、掛起和恢復(fù)等總線事件。在系統(tǒng)中使用該引腳時，由于不需要通過SPI接口查詢中斷請求位，因此可以減少SPI的流量。
   
   
6. MAX3420E支持低電平有效的線或中斷嗎? 支持邊沿有效中斷嗎?
   MAX3420E通過INTLEVEL控制位可支持兩種中斷類型。設(shè)置INTLEVEL=1時，INT輸出引腳為開漏極、低電平有效輸出，適合線或應(yīng)用。該模式需要一個外部上拉電阻與VL連接。設(shè)置INTLEVEL=0 (默認(rèn)值)時，INT引腳為邊沿有效輸出，帶有一個推挽輸出驅(qū)動器。在邊沿模式下，通過POSINT位將邊沿極性設(shè)置為上升沿或者下降沿。
   
   
7. MAX3420E SPI接口的最大速率是多少(SCLK最大頻率)?
   VL等于或者大于2.5V時，SCLK信號可以高達(dá)26MHz。對于較低的VL電壓，數(shù)據(jù)資料給出了SCLK最大頻率需要降低多少。
   
   
8. MAX3420E SCLK頻率有下限嗎?
   沒有。該時鐘可無限期地保持高電平或低電平。同樣，SS#為高電平時，MAX3420E將忽略SCLK的轉(zhuǎn)換。
   
   
9. 我有一個8引腳微處理器，它的IO引腳中有5個需要連接至MAX3420E。我怎樣分配IO呢?
   MAX3420E有四個通用輸出(GPOUT3-0)和四個通用輸入引腳(GPIN3-0)，通過IOPINS寄存器R20進(jìn)行設(shè)置和讀取。這填補了用于實現(xiàn)SPI接口的微控制器引腳，并增加了額外的引腳。
   
   
10. 我需要為GPIN引腳加外部上拉電阻嗎?
    不需要。GPIN引腳內(nèi)部上拉至(典型值為20k) VL。
    
    
11. 我可以使用SPI接口引腳驅(qū)動光耦嗎?
    可以。MAX3420E輸出具有足夠大的驅(qū)動電流，可通過串聯(lián)電阻驅(qū)動光耦的LED。請參考數(shù)據(jù)資料了解確切的驅(qū)動規(guī)格。輸出緩沖器一開始就面向光隔離進(jìn)行了設(shè)計，因此MAX3420E的SPI接口非常適合構(gòu)建電氣隔離USB。
    
    
12. VBCOMP引腳的作用是什么? 它為MAX3420E供電嗎?
    不。VBCOMP引腳不對MAX3420E的任何部分供電。它只連接至一個內(nèi)部比較器，以探測是否連接了VBUS。

編程問題

1. 我的固件如何與MAX3420E進(jìn)行通信?
   MAX3420E有21個寄存器，可通過從機SPI接口進(jìn)行訪問。SPI主控制器首先發(fā)送一個命令字節(jié)，設(shè)置寄存器地址和方向，然后傳輸一個或多個數(shù)據(jù)字節(jié)。
   
   
2. 怎樣設(shè)置MAX3420E，來處理USB枚舉?
   做為外設(shè)，MAX3420E只需響應(yīng)來自主機(通常是PC)的命令即可。
   
   
3. 怎樣編程實現(xiàn)BULK IN傳輸?
   當(dāng)有數(shù)據(jù)需要發(fā)送給主機時，先裝載IN FIFO，然后寫入特定端點的字節(jié)計數(shù)寄存器。由于IN FIFO的長度為64字節(jié)，一次可以裝入64個字節(jié)。數(shù)據(jù)裝入之后，將裝入到IN FIFO的字節(jié)數(shù)寫入IN端點的BYTECOUNT寄存器。寫入字節(jié)計數(shù)寄存器使進(jìn)行USB傳輸?shù)亩它c“準(zhǔn)備就緒”。MAX3420E將完成后面的工作。接下來收到針對該設(shè)備地址的IN請求時，準(zhǔn)備好的端點將FIFO數(shù)據(jù)發(fā)送至主機。
   
   
4. 當(dāng)固件裝載IN FIFO時，此時收到USB IN請求，會出現(xiàn)什么情況?
   MAX3420E注意到了這一問題。它采用一個NAK (否定應(yīng)答)握手信號，即以IN FIFO“未準(zhǔn)備好”自動響應(yīng)IN請求。該握手信號通知USB主機端點忙，主機應(yīng)稍后以另一個IN請求進(jìn)行嘗試。
   
   
5. 怎樣知道何時需要裝載一個IN FIFO?
   MAX3420E為IN端點提供中斷請求位，即IN3BAVIRQ、IN2BAVIRQ和IN0BAVIRQ，其中“BAV”表示“緩沖可用”。設(shè)備復(fù)位后，或者IN FIFO數(shù)據(jù)已成功傳輸并得到主機響應(yīng)后，MAX3420E邏輯將置位IN端點的BAVIRQ位。上電時，BAVIRQ位置位，指示IN FIFO可以進(jìn)行裝載。這些是復(fù)位時僅有的置1寄存器位，其他位均設(shè)置為0。
   
   
6. 如果出現(xiàn)了USB傳輸錯誤，情況會怎樣? 我需要編寫代碼來處理錯誤嗎?
   不需要。MAX3420E替您處理這些情況。如果MAX3420E接收到來自主機的錯誤條件，當(dāng)主機重試IN傳輸時，MAX3420E自動重發(fā)相同的數(shù)據(jù)。MAX3420E還自動處理其他錯誤校驗，例如數(shù)據(jù)觸發(fā)等。某些USB錯誤(例如，用戶在數(shù)據(jù)傳輸過程中拔掉電纜)需要由固件進(jìn)行處理。
   
   
7. 怎樣編程實現(xiàn)BULK OUT傳輸?
   當(dāng)主機發(fā)送OUT數(shù)據(jù)時，MAX3420E將字節(jié)存儲在一個OUT端點FIFO中。傳輸完成并驗證沒有錯誤后，MAX3420E觸發(fā)特定端點的“DAV” (數(shù)據(jù)可用)中斷請求位。這將提示SPI控制器讀取FIFO字節(jié)。SPI控制器首先讀取OUT FIFO字節(jié)計數(shù)寄存器，確定64字節(jié)FIFO中有多少可用字節(jié)。然后，它通過重復(fù)讀OUT FIFO寄存器來讀取相應(yīng)數(shù)量的字節(jié)。最后，SPI控制器清零OUT DAV IRQ位，為另一次傳輸“重新做好準(zhǔn)備”。
   
   
8. INTERRUPT傳輸?shù)那闆r如何?
   中斷傳輸?shù)那闆r與BULK傳輸相同。區(qū)別僅在于枚舉期間返回主機的設(shè)備描述符怎樣進(jìn)行說明。
   
   
9. 怎樣編程實現(xiàn)SETUP傳輸?
   USB主機采用CONTROL傳輸向MAX3420E發(fā)送一個SETUP封包以及用作USB“操作碼”的8個字節(jié)。MAX3420E在8字節(jié)FIFO中存儲這些字節(jié)，然后觸發(fā)Setup數(shù)據(jù)可用中斷請求。SPI主控制器讀取位于寄存器地址R4 (SUDFIFO)的8個SETUP字節(jié)，從這些字節(jié)中得到USB的操作命令，并進(jìn)行相應(yīng)的操作。操作完成后，SPI主控制器將ACKSTAT位(ACK表示應(yīng)答，STAT表示狀態(tài)階段)設(shè)置為高，以通知MAX3420E應(yīng)答CONTROL傳輸?shù)臓顟B(tài)階段。
   
   
10. 我需要設(shè)置USB數(shù)據(jù)觸發(fā)嗎?
    不需要。在USB傳輸期間，MAX3420E自動處理這些觸發(fā)。需要固件干預(yù)的唯一情況是主機在多配置設(shè)計(這種情況極少見)中設(shè)置新的配置。針對這一目的，MAX3420E提供了寄存器位來清除端點觸發(fā)。
    
    
11. 通過向MAX3420E中斷請求位寫“1”以對其清零。這是反向操作嗎?
    看起來象是反向操作，但這卻是最有效的方法來清除寄存器位。響應(yīng)一個典型的中斷請求時，SPI主控制器讀取一個中斷請求寄存器(USBIRQ或者EPIRQ)，并利用不同的屏蔽位進(jìn)行檢查，以確定中斷源。例如，測試SUDAVIRQ中斷請求時，固件讀取R11 (EPIRQ)，將讀取結(jié)果和00100000 (SUDAVIRQ位是第5位)進(jìn)行與操作。程序一般會采用標(biāo)識符來表示00100000，如bmSUDAV。一旦檢測到IRQ位等于1，固件便可以將屏蔽值寫回寄存器(SUDAVIRQ = bmSUDAV)，只對需要清零的位清零。不改變寫零的IRQ位。
    
    
12. 有什么編程提示嗎?
    當(dāng)使用SPI全雙工模式時，第一個寄存器訪問操作應(yīng)設(shè)置FDUPSPI位為1，以便為后面的訪問正確設(shè)置接口。

主機軟件問題

1. 我的Windows?應(yīng)用軟件怎樣與MAX3420E進(jìn)行通信?
   Windows應(yīng)用軟件通過驅(qū)動程序與PC的USB主機控制器進(jìn)行通信。驅(qū)動程序可以是Windows自帶的，也可以是定制的。Windows包含標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備類驅(qū)動程序，例如人機接口設(shè)備(HID)和大容量存儲設(shè)備等。如果您的固件支持這些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備之一，則您的用戶不需要安裝定制驅(qū)動程序。

   如果您設(shè)計的設(shè)備不符合Windows標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備類，那么USB設(shè)備第一次插入時，終端用戶必須安裝定制驅(qū)動程序。

2. Maxim提供定制Windows驅(qū)動程序嗎?
   不提供。
   
3. Maxim提供什么樣的實例代碼?
   Maxim網(wǎng)站的USB Enumeration Code (and More) for MAX3420E提供實現(xiàn)HID應(yīng)用的實例C代碼。該實例代碼模擬一個PC鍵盤，當(dāng)按鍵按下時，將文本輸入到任何可接收文本的Windows應(yīng)用程序(例如，記事本)中。應(yīng)用程序符合標(biāo)準(zhǔn)HID類，不需要定制Windows驅(qū)動程序即可正常運行。不論您的目標(biāo)應(yīng)用程序怎樣，該實例代碼的大部分是USB的“樣板文件”，可以用作您應(yīng)用程序的起始代碼。
   
4. 我想設(shè)計一個基于MAX3420E的設(shè)備，但是不有兩種選擇：
   • 自己編寫Windows驅(qū)動程序。這比較復(fù)雜，難度大，僅建議專家使用。
   • 購買通用驅(qū)動程序。一般由USB驅(qū)動程序和訪問驅(qū)動程序的C函數(shù)庫構(gòu)成。驅(qū)動程序應(yīng)與您設(shè)備描述符中的VID (供應(yīng)商ID)和PID (產(chǎn)品ID)匹配。
   Microsoft在即將發(fā)布的“Vista”版Windows中，會為USB提供通用BULK驅(qū)動程序。

5. MAX3420E與USB“串行橋接”芯片相比，結(jié)果如何?
   USB串行橋接芯片采用其USB端口與PC連接，但是對于運行在PC上的應(yīng)用程序而言，它是一個虛擬COM端口。需要采用由芯片供應(yīng)商提供的定制驅(qū)動程序來實現(xiàn)這一COM至USB的轉(zhuǎn)換。采用這種方法，與串行(COM)端口(例如超級終端)進(jìn)行通信的Windows應(yīng)用程序可以與通過USB連接的設(shè)備通信。

   這種方法的優(yōu)勢在于不需要枚舉固件或者主機驅(qū)動程序。缺點體現(xiàn)在性能、靈活性和支持方面：

   • 性能：由于橋接方法是仿真一個串行端口，最大可用帶寬大約為1Mbps，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于USB的12Mbps速率。
   • 靈活性：串行USB橋接芯片是通過硬件連線來仿真串口設(shè)備。無法實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)Windows類設(shè)備(例如HID)或定制設(shè)備類型。
   • 支持：采用這種芯片設(shè)計產(chǎn)品時，您的用戶需要安裝配套的驅(qū)動程序。由于是定制驅(qū)動程序，不能保證與今后的操作系統(tǒng)版本兼容。如果您選擇了這種方法，應(yīng)確定在您的產(chǎn)品使用期限內(nèi)，供應(yīng)商承諾提供驅(qū)動程序支持。

6. 采用MAX3420E的優(yōu)缺點是什么?
   缺點是MAX3420E的控制器需要固件，Maxim不提供定制Windows驅(qū)動程序。但Maxim提供實例固件，以說明如何做到符合標(biāo)準(zhǔn)Windows設(shè)備類(HID)，從而使用Windows自帶的驅(qū)動程序。

   采用MAX3420E的優(yōu)點體現(xiàn)在性能、靈活性和支持方面。

   • 性能：MAX3420E SPI端口(與控制器的接口)運行速率可高達(dá)26MHz。如果控制器支持較高的SPI時鐘速率，MAX3420E能夠提供最大12Mbps的全速帶寬USB傳輸。
   • 靈活性：采用MAX3420E時，設(shè)備特性完全由自己的固件決定。因此可構(gòu)建任何類型的USB設(shè)備。
   • 支持：一旦操作系統(tǒng)本身支持通用USB (BULK)傳輸，對串行USB橋接芯片的需求會越來越少。

其他問題

1. 我的固件能夠確定我使用的芯片版本嗎?
   是的。只讀寄存器R18包含版本號。
   
   
2. MAX3420E最新的版本號是多少?
   關(guān)于最新版本的數(shù)據(jù)資料和勘誤表，請參考MAX3420E QV。