本帖最后由 WCHTech2 于 2024-12-5 14:56 编辑
什么是上下行口 交换？
普通4口HUB有1主4从共5个USB口，连接电脑的那个USB学名上行口，相当于老师作为主体传授知识，另外4个USB端口学名下行口，相当于学生作为接受知识的客体。本文将讨论一种让学生与老师交换身份体验的HUB技术，实现“反客为主”，也称为上下行口 交换。 上下行口 交换突破了传统HUB固化端口功能的局限性，在端口拓展之上，允许HUB重构接入各方的角色关系，并为HUB赋予了共享USB设备的能力。总体上看，上下行口 交换有以下三类常见应用：
（一）反客为主·下行口翻身做主人 智能终端、POS机和游戏掌机等电子产品常集成HUB功能，日常使用时，插入的U盘、键鼠都受到主控芯片的管理和控制。在智能终端连接电脑后，HUB进行上下行口 交换，下行口反客为主，电脑通过原下行口获得整个系统的控制权，取代主控成为系统的控制中心：不但智能终端的主控芯片从主机变成设备，可以进行固件升级和文件访问，HUB上的键盘、鼠标、触摸板也成为电脑的外设。 （二）移花接木·开放内部USB设备 上下行口 交换除了改变端口的主从角色，还顺带改变了原有外设的从属关系。部分工控产品会集成键盘、摄像头和数据存储器，这些设备位于产品内部，经HUB连接至主控，为主控私有。在工控机连接电脑后，HUB上下行口 交换，这些私有设备便脱离主控芯片的控制，成为电脑的外设，电脑还能给这些设备进行升级。
file:///C:/Users/owner/AppData/Local/Temp/ksohtml17420/wps1.jpg 另一个典型场景是会议平板和会议电视。这类产品支持电脑和手机通过Type-C接口进行投屏。投屏后，会议平板自带的触摸、激光笔可直接操作电脑界面，插入会议平板的U盘也能被电脑访问。这就需要会议平板中的HUB执行上下行**换，将系统内部的触摸、激光笔等外设和对外的USB下行口分享给外部电脑。 file:///C:/Users/owner/AppData/Local/Temp/ksohtml17420/wps2.jpg （三）此呼彼应·跨系统共享HUB 在部分双系统、子母系统的电子产品中，系统间时常进行数据传输与同步，也存在设备共享需求。在数据传输时，主导的系统成为主机，对端系统则成为设备。由于双方都可能主导通信，就需要灵活协调两边的角色关系。下图展示了带上下行口 交换功能的HUB如何对调两个安卓系统的主机与设备关系，并实现跨系统的HUB共享。
file:///C:/Users/owner/AppData/Local/Temp/ksohtml17420/wps3.jpg 传统上下行口 交换的局限性 理论上，普通HUB+USB3.0模拟开关CH482、CH483也能实现类似上下行口 交换的功能。但对于5Gbps及更高速度的USB信号，模拟开关可能影响信号完整性。使用自带上下行口 交换功能的HUB，不但节省模拟开关的成本、降低EMI、减小布线难度和PCB面积，也不用担心降低信号质量。
原生技艺反客为主，更多功能锦上添花 沁恒USB HUB基于自研USB PHY和控制器等专业技术，赋予了HUB反客为主的能力，原生支持上下行口 交换，无需外接模拟开关，免去复杂走线，在保障眼图质量的同时，进一步节省了方案成本。上下行口 交换操作简单，可通过引脚电平控制，也可通过组合逻辑实现自动交换。 4端口USB3.2 Gen1超高速USB HUB芯片CH634、7端口/4端口高速USB HUB芯片CH339、CH335等均支持上下行口 交换。其中，CH634集成双USB PD PHY，原生支持Type-C正反插自动识别、PDHUB和Type-C电源15W快充。CH339集成以太网、SD读卡器、USB PD和USB转JTAG/UART/SPI/I2C功能。工业级设计，外围精简，除主线小封装型号，还提供多种客制化的引脚封装。 file:///C:/Users/owner/AppData/Local/Temp/ksohtml17420/wps4.jpg
外围也配齐，防护健全、方案更省心 HUB应用少不了电源保护、ESD防护和隔离防护。沁恒为HUB等USB应用提供可调限流门限的USB配电开关芯片CH217、带限流功能的低压降理想二极管CH213和ESD防护芯片CH412。此外，部分HUB芯片搭配Type-C接口芯片CH211可实现28V高压PDHUB和扩展坞应用；高速USB信号隔离延长芯片CH318可搭配HUB芯片CH339、CH338实现USB等多接口的高压隔离和延长，并内置双口HUB。
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