USB3.0HUB_1分7

一、项目简介

USB3.0HUB_1分7（基于VL812）一个type-C 3.0输入，两个type-C 3.0输出，四个usb-A输出，其中一个带隔离，一个外部type-C 供电。额定总电流3A。速度5Gbit.

二、项目功能

本项目主要是通过type C接口数据输入经正反识别芯片VL160后到达主控芯片VL812，VL812把一对数据转化成四对（usb2.0加3.0），其中一对2.0由FE8.1转化成4对2.0，从而使接口1分7，可以解决电脑接口不足问题。

三、项目参数

• 本设计采用VL812作为主控芯片，传输速度最高5Gbit/s=500mb/s；
• 本设计采用VL160作为24pin type-C的正反识别芯片，不使用正反识别芯片则一边是3.0速度一边是2.0速度；
• 本设计采用FE8.1作为2.0一分四的芯片，相较于SL2.1A/S有更好的性能和稳定性；
• 本设计采用ADUM4160BRWZ/ADUM3160BRWZ作为数字隔离器，具有USB2.0高速双向通信功能；
• 本设计采用输出功率1W的隔离电源模块，隔离电压1500V（DC）；
• 本设计Type-c采用24pin前插后贴的封装，便于焊接。

四、原理解析（硬件说明）

本项目主要由以下部分组成，主控电路、电源路径选择部分、电脑接口限流保护电路1A、设备检测部分，type c3.0正反接检测部分，带隔离的输出接口部分等。

1.Type C正反识别电路：

采用TYPE-C-24P接口作为供电及数据接口，输入和输出差不多一样原理，只是芯片调转过来。

2.电源选择电路

当集线器使用外部供电时电源不会从电脑接口倒灌回去，以免烧坏。会优先使用外部供电。

硬盘最好使用外部供电，电脑供电可能不够。

3.电源隔离电路

数据手册推荐的电容是10uf,但我使用并不是作为开关电源使用，仅为单片机烧录，所以使用更大点的电容不会造成启动问题，能更好地滤波。

五、关于USB3.0

USB命名

本设计采用VL812/VL813速度5Gbps,VL813多了SPI接口，支持外部Flash固件升级或额外的软件增强。
VL822可达10Gbps。

USB3.0设计指南

本集线器速度实测：

试过另一个硬盘速度可达490MB/秒。

除了现有的三种传输模式外，SuperSpeed 总线还以 5.0 Gbit /s的标称速率提供一种传输模式。它的效率取决于许多因素，包括物理符号编码和链路级开销。以 8b/10b 编码为 5 Gbit /s 的信令速率传输时，每个字节需要10 位进行传输（而非8位，故有20%的损耗），因此原始吞吐量为 500 MB / s。即：

六、焊接

• 焊接贴片时建议用加热台或风枪，先用高熔点（183。C）焊锡膏焊底面，再用低熔点（138。C）焊锡膏焊顶面。
• 两款芯片都是QFN封装的，对新手不太友好。焊不好容易虚焊。
• 如果发现c口识别U盘时闪，大概率是焊接问题导致接触不良。
• 焊完要仔细检查避免短路烧坏芯片，我就短路过一次。

七、阻抗和打样

4层板：JLC0410H-7628（免费）。板厚1.6mm硬度强；板厚1.0mm硬度弱，但type C接口焊接方便。
线宽我用的是和芯片引脚一样宽的四舍五入8mil。

八、复刻成本

• 复刻成本共约60元。
• 所有接口、晶振、电感、mos管、铝电解电容、电源隔离模块、静电和浪涌保护、（LED）在立创商城都有满16减15元的优惠券。
• 大部分芯片在淘宝购买约30元。
• 数字隔离芯片我用的是高速数字隔离芯片，大约USB 2.0的速度，如果只是用来烧录下载程序给单片机使用，可以用较低速的数字隔离芯片成本可减少10元。
• 100uf的贴片电阻成本有点高，除两个输入接口和输出负载较大的最好接下，其他口选择性加。

九、可优化部分

• 如果隔离对电压要求较高，隔离电源模块出来后可以加个LDO稳压。
• USB-A3.0输出我用的是插件的，焊接时给的锡量如果流进孔里就会造成差分对不等长，传输大文件时可能会有影响；可以改为前插后贴的封装。
• 我使用的LED自带RGB，用的470欧的限流电阻太亮，试过1k的太暗，推荐600欧左右的。

十、注意事项

• 不需要刷固件和烧程序。
• 本项目参考了一些网上大神的作品，特此感谢。若有侵权联系删除。
• 期末完有时间就开源下，也算是总结了。后续时间有限应该不会更新了。
• 本人小白一个，有错的地方欢迎各路大神批评指正。

不知道预览图为什么显示不出来，编辑器打开应该能看到，工程放在附件了