工控板方案中，哪些功能可以通过USB扩展出来？

只看该作者 · 2024-12-3 10:05

作为优秀工程师的你，已身经百战、阅板无数！请先醒醒，新的项目来了，这是一个既要、又要、还要的产品需求，ARM核心板中一个处理器怎么能实现这么丰富的外围接口？踌躇之际，你偶阅此文。于是，“潘多拉”的魔盒打开了！

没错，USB资源就是你打开新世界得钥匙，它能做哪些扩展呢？

1.1 USB扩网口

通用ARM处理器大多带两路网口，如果项目中有多路网路接口的需求，一般会选择在主板外部加交换机/路由器。当然，出于成本考虑，也可以将Switch芯片集成到ARM核心板或底板上，如KSZ9897、YT9215等。但是，如果你需要扩展的网口完全独立MAC，且成本可控，那通过USB扩展也将是个不错的选择。

图1 多网口板卡

常见的USB扩网口芯片有LAN9730、AX88179、RTL8211等，可根据情况选择USB2.0或USB3.0扩展出百兆、千兆网口。

1.2 USB扩WIFI

这是比较常见的使用方法了。常见的WIFI模块预留的通信接口有USB、SDIO、UART/SPI，对于有些SDIO资源局促的芯片，通过USB扩展WIFIT功能显得顺理成章，且USB能满足更高的通信速率。RTL8821、RTL8188等相关型号。

图 2 常见的WIFI模块

1.3 USB扩SATA

大多数中低端处理器不支持SATA或PCIE总线，如果需要大容量的外部存储，就需要考虑扩展实现。是的，通过外部插入TF卡能满足大部分使用要求，但如果你对通信速率稍有要求、对存储容量有较大要求，请关注下使用USB扩展SATA方案，如SPIF225A、JM20329、PL-2571。需要注意的是，受制于芯片先择和电路设计，该方案的传输速率仍旧有限。

1.4 USB扩串口

这种需求在工业领域也比较常见，像数据采集器、通信管理机等产品上多有10个以上的RS232/RS484的需求。除了常见的SPI扩展UART的思路，通过USB对其扩展也是一个不错的路线。CH9344、CH348、FE1.1S等都比较常用，可根据需求数量合理选择。