FSA880UMX [ONSEMI]
USB 端口 2:1 开关，带配件和充电器检测;
| 型号： | FSA880UMX |
| 厂家： | 
ONSEMI |
| 描述： | USB 端口 2:1 开关，带配件和充电器检测 开关 |
| 文件： | 总27页 (文件大小：1152K) |
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2015 年1 月
FSA880 / FSA881 - 带附件和充电器检测的USB 端口2:1 开关
特性
描述
开关类型
开关机理
2:1 USB
FSA88x 是一款高性能开关，可为 USB 端口提供自动开关和
附件检测。FSA88x 可以共享同一个 USB 端口来传输 USB
数据并提供工厂可编程支持。此外，FSA88x 还集成了 USB
充电器和工厂数据电缆等设备的附件检测功能。可以对
FSA88x 进行编程，以实现手动或自动开关数据路径。
VBUS_IN 具有28 V 的过压容限。
可以提供中断的自动开关
USB 数据电缆
充电器（CDP，DCP，旅行适配器，
车载套件-CEA-936-A）
附件检测
出厂模式电缆
USB
符合FS 和HS 2.0 标准
FSA880 与 FSA881 的区别在于，FSA880 JIG 输出是漏极开
路，低电平有效输出，而 FSA881 JIG 是高电平有效，
CMOS 输出。
符合电池充电标准1.1
USB 充电
充电器检测、DCD、OVT (28 V)
UART
RxD 和TxD
应用
VBAT
3.0 至4.4 V
可编程性
ESD
I2C
. 手机，智能电话
15kV IEC 61000-4-2 气隙
-40°C 至85°C
.
MP3 和PMP
工作温度
16 引脚UMLP
相关资源
封装
1.8 x 2.6 x 0.55 mm、0.4 mm 间距
. FSA880 / FSA881 演示板
FSA880 – 低电平有效
FSA881 – 高电平有效
JIG 选项
订购信息
FSA880UMX
FSA881UMX
典型应用
USB Data
USB CHARGING
FACTORY TEST
OVT
PROTECTION
FSA88x
图1.
移动电话示例
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订购信息
器件编号
工作温度范围
顶标
封装
16 引脚超薄模塑无铅封装(UMLP)，1.8 mm x 2.6 mm x
0.55 mm，0.4 mm 间距
FSA880UMX
-40 至+85°C
KU
16 引脚超薄模塑无铅封装(UMLP)，1.8 mm x 2.6 mm x
0.55 mm，0.4 mm 间距
FSA881UMX
-40 至+85°C
KX
框图
FSA880
USB 端口
VBAT
VBUS_IN
电话电源
VDDIO
检测28 V OVT
DM_CON
DP_CON
DM_HOST
DP_HOST
HS USB
或UART
2:1
MUX
DM_HOST1
DP_HOST1
HS USB
ID_CON
GND
充电器
BC1.1 检测
INTB
I2C_SCL
I2C_SDA
VDDIO
中断
I2C
开关控制和
I2C 从机
基带处理器
浮动检测
100kΩ
JIG
启动
ADC
ID 检测
图2.
框图
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2
引脚配置
ID_CON DP_CON DM_CON VBUS_IN
GND
DM_HOST
DP_HOST
I2C_SDA
I2C_SCL
INTB
DM_HOST1
DP_HOST1
VBAT
图3.
BOOT
JIG
VDDIO
引脚分配（透视图）
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3
引脚描述
名称
引脚号 类型 缺省状态
描述
USB/UART 接口
D+ 信号开关路径，专用USB 端口连接手机上的USB / UART。所有USB
附件和USB 工厂模式的默认端口。
DP_HOST
2
信号路径
打开
D- 信号开关路径，专用USB 端口连接手机上的USB / UART。所有USB
附件和USB 工厂模式的默认端口。
DM_HOST
VBUS_IN
1
信号路径
输入
打开
13
不适用
输入电压电源引脚连接到USB 连接器的VBUS 引脚
USB/UART 接口1
D- 信号开关路径，专用USB 端口连接手机上的第二个USB / UART。UART
工厂模式的默认端口。
DM_HOST1
DP_HOST1
3
信号路径
信号路径
打开
打开
D+ 信号开关路径，专用USB 端口连接手机上的第二个USB / UART。UART
工厂模式的默认端口。
4
连接器接口
GND
12
16
接地
N/A
接地
ID_CON
信号路径
打开
连接到USB 连接器ID 引脚，用于检测附件
连接到USB 连接器D+ 引脚；根据信号发送模式，该引脚可切换至DP_HOST
或RxD_HOST 引脚。
DP_CON
DM_CON
15
14
信号路径
信号路径
打开
打开
连接到USB 连接器D- 引脚；根据信号发送模式，该引脚可切换至DM_HOST
或TxD_HOST 引脚。
电源接口
VDDIO
8
5
电源
电源
N/A
N/A
输入基带接口I/O 电源引脚
VBAT
输入电压源，连接到USB 连接器的VBUS 引脚
出厂接口
FSA880:
开漏输出
FSA880:
Hi-Z
输出控制信号，由处理器用于工厂测试模式
FSA880：低电平有效开漏输出
JIG
7
6
FSA881:
CMOS
输出
FSA881:
低
FSA881：高电平有效CMOS 输出
CMOS
输出
BOOT
低
输出控制信号，由处理器用于工厂测试模式
I2C 接口
I2C_SCL
10
11
输入
Hi-Z
Hi-Z
I2C 串行时钟信号连接到基于手机的I2C 主机
I2C 串行数据信号连接到基于手机的I2C 主机
I2C_SDA
开漏I/O
CMOS
输出
中断低电平有效输出用于提醒手机基带处理器去读取I2C 寄存器位，表示
ID_CON 引脚状态或附件的连接状态发生变化
INTB
9
低
注：
1. 低电平= VOL 或VIL；高电平= VOH 或VIH。
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4
1. 功能
FSA88x 是一款集成 28 V 过压容限的 USB 端口附件检测器
和开关。FSA88x 由 I2C 完全控制，支持高速 USB 2.0 标准
下行端口 (SDP)、USB 充电下行端口 (CDP) 电池充电器、
USB 专用充电端口 (DCP) 充电器数据线，以便使用通用连接
器 micro 或 mini USB 2.0 端口。可检测到出厂模式电缆并切
换至使用 UART 或 USB 数据路径。可以对 FSA88x 进行编
程，以实现手动或自动开关数据路径。
该架构采用ID 引脚检测，方便进行工厂测试。图9 - 图13 显
示FSA88x 以充足的裕量通过USB 眼图兼容性测试。
1.1. 功能概述
FSA88x 设计为正常工作时仅需使用最少的软件。图 4 流程图
给出了贯穿始终的基本工作步骤，还包含有更多详细信息的参
考。
流程图
州
上电复位
I2C
数据表章节
第节2
描述
为设备上电并复位设备状态
通过I2C 与设备通信
Power-up &
Reset
第节3
使用I2C 和内部寄存器（可在上电时旁路）配
置设备
I2C
配置
第节4
检测
第节5
管理附件检测，包括连接与断开连接
如何向处理器汇报附件检测
Configuration
处理器通信
第节6
Accessory
Plug-in
Detection
Processor
Communication
开关配置
第节7
基于检测结果的开关配置
Switch
Configuration
Active Signals
Accessory
Detached
有源信号
第节8
所选配置的信号性能
图4.
基本工作流程
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5
2. 上电复位
FSA88x 无需特殊电源时序即可正常工作。主电源仅由 VBAT
提供。VDDIO 仅用于I2C 接口和中断处理。
表 1 总结了所有电源状态开启的功能 每个电源的有效电压电
平可在章节9 中找到。
表1. 电源状态总结
启用功能
处理器通信（I2C 和中断）
(1)
有效VBUS_IN 有效VBAT
有效VDDIO
电源状态
检测
X
X
X
X
N
N
Y
Y
N
Y(2)
N
掉电
NO
无效状态
否
非典型
电源来自VBAT
电源来自VBAT
是
是
Y
是
注意：
1. DDIO 预计与基带I/O 使用相同的电源。
V
2. 通常VDDIO 仅当VBAT 有效时才存在。
3. X = 无关。
2.1.
复位
当器件复位时，所有寄存器均初始化为 9.9 章节中的默认值，
并且所有开关路径开路。复位或上电后，FSA88x 进入待机模
式，随时可检测VBUS_IN 和/或ID_CON 引脚上的附件。
2.1.1. 硬件复位
上电复位由VBAT 的初始上升沿引起
2.1.2. 软件复位
通过在寄存器 (1BH) 中写复位 (RESET) 位，可以软件复位该
该器件。
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6
3. I2C
FSA88x 集成完整的快速模式 I2C 从机控制器，符合 2.1 版
从机地址见表 2。通过 I2C 接口获取状态信息，并进行配置。
更多信息，请参考表7。
I2C 规范要求。FSA88x I2C 接口工作频率高达400 kHz。
表2.I2C 从地址
名称
位长（位数）
位7
位6
位5
位4
位3
位2
位1
位0
从地址
8
0
1
0
0
1
0
1
读/写
8bits
8bits
8bits
写数据
K+1
写数据
K+2
写数据
K+N-1
从地址
注册地址K
写数据
S
WR
A
A
A
A
A
A
P
注：
第1 个数据字节后紧跟P 时，主机启动单字节写入。
图5.
I2C 的写顺序
8bits
8bits
8bits
8bits
S Slave Address WR A Register Address K A S Slave Address RD A Read Data K A Read Data K+1 A Read Data K+N-1 NA P
Single or multi byte read executed from current register location (Single Byte read is
Register address to Read specified
initiated by Master with NA immediately following first data byte)
Note: If Register is not specified Master will begin read from current register. In this case only sequence showing in Red
bracket is needed
图6.
I2C 的读顺序
From Master to Slave
From Slave to Master
S
A
Start Condition
Acknowledge (SDA Low)
NA NOT Acknowledge (SDA High)
WR Write=0
RD
P
Read =1
Stop Condition
4. 配置
a. 若使用手动开关模式，则写入手动SW 1 寄存器
(13h) 以配置开关。
FSA88x 正常检测与汇报所需的配置极少。完整配置请参见以
下步骤。
2. 写入控制寄存器(02h) 可清除INT 屏蔽位。这样允许向
1. 写入控制寄存器(02h)，配置手动或自动开关模式。
基带申请中断。
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5. 检测
FSA88x 同时监控 VBUS_IN 和 ID_CON，用以检测附件。
ID_CON 检测是一种“阻值检测”，读取 ID_CON 引脚上连
接 GND 的电阻值，以便确定连接的附件。表 3 显示基于电阻
值的附件分配。FSA88x 还可检测 ID 电阻值超出额定值范围
的附件。FSA88x 检测这些未知附件的方式与已定义附件相
同，并中断告知基带处理器，提供正确的 ADC 值，如表 3 所
示。
表3. ID_CON 附件检测
ADC 编码
等效RID
描述
4
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
最小值
117.4 kΩ
145.5 kΩ
176.4 kΩ
247.3 kΩ
291.9 kΩ
354 kΩ
目标
121 kΩ
150 kΩ
200 kΩ(4)
255 kΩ
301 kΩ
365 kΩ
442 kΩ(4)
523 kΩ
619 kΩ
1000 kΩ
最大值
124.6 kΩ
154.5 kΩ
206 kΩ
未知附件
未知附件
旅行适配器(TA) 或车载套件类型1 充电器
工厂模式启动关断-USB
工厂模式启动接通-USB
未知附件
262.7 kΩ
310.1 kΩ
375.9 kΩ
455.3 kΩ
538.7 kΩ
637.6 kΩ
1030 kΩ
428.7 kΩ
507.3 kΩ
600.4 kΩ
750 kΩ
未知附件
工厂模式启动关断-UART
工厂模式启动接通-UART
未知附件
非‘h1F 或上述任何代码
3 MΩ
非上述范围
未知附件
注：
4. 由于它们是充电器附件，只有VBUS 有效时才能检测这些附件。
5.1.
工厂电缆检测
连接特殊的测试硬件便可进入工厂模式，称为“JIG 盒”，用
于工厂测试。当 ID_CON 引脚上检测到正确的电阻值时，
FSA88x 自动将开关路径配置为任意工厂模式附件。ID_CON
引脚的阻值更新，能够引起工厂模式之间的动态开关，并自动
配置合适的开关路径，无需插拔电缆。
ID_CON 引脚上及 JIG 和 BOOT 逻辑状态具有不同出厂模式
附件及相关电阻值（1% 标准电阻），均列于表 4。FSA88x
允许 UART 信号以相同的性能通过 HS USB 和 FS USB 两个
端口。这在使用FSA88x 的设计中提供了更大的灵活性。
当连接工厂模式附件时，JIG 输出信号，且 BOOT 引脚输出
信号至手机以开机。工厂模式的开关路径见表4。
表4. ID_CON 工厂电缆检测
配置类型
DP_CON DM_CON
ID_CON
启动 FSA880 JIG FSA881 JIG
Boot_On DP_HOST1 DM_HOST1 600 kꢀ 619 kꢀ 637 kꢀ HIGH
LOW
低
HIGH
高
工厂模式
Jig：UART
523 kꢀ 538 kꢀ
301 kꢀ 310 kꢀ
255 kꢀ 262 kꢀ
Boot_Off DP_HOST1 DM_HOST1 507 kꢀ
低
高
低
Boot_On
Boot_Off
DP_Host
DP_Host
DM_Host 292 kꢀ
DM_Host 247 kꢀ
低
高
工厂模式
Jig：USB
低
高
FSA88x 的检测算法监控 USB 接口的 VBUS 和 ID 引脚。根据
检测结果，多个寄存器内容被更新，INTB 引脚被主张占用，
指示基带处理器已经检测到一个附件，并读取寄存器，以便获
得完整信息。检测算法允许该应用来控制检测算法的时序和内
部开关的配置。图7 流程图显示检测算法的工作原理。
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图7.
工厂电缆检测流程图(FSA880)
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5.2.
端口检测
FSA88x 可检测的多种USB 2.0 端口类型列于表5。
表5. USB 设备的ID_CON 和VBUS 检测表
ID_CON 到地的电阻值
VBUS_IN
DP_CON
DM_CON
检测到附件(5)
最小值 典型值 最大值。
仅TA（旅行适配器）充电器(180 kꢀ) 和车
载套件充电器类型1 (200 kꢀ)(6)
5V
未检查
未检查
174.6 kꢀ
3 Mꢀ
200 kꢀ
206 kꢀ
USB 专用充电端口，旅行适配器或专用充电
器(DCP)(6)
5V
5V
短路至DM_CON 短路至DP_CON
打开
打开
DP_HOST
DP_HOST
DM_HOST
DM_HOST
3 Mꢀ
3 Mꢀ
打开
打开
打开
打开
USB 充电下行端口(CDP)(6)
USB 标准下行端口(SDP)(6)
5V
注意：
5. 每次检测到有效附件时，附件类型在设备类型1 (0Ah) 寄存器中报告。
6. FSA88x 符合电池充电规范1.1 要求，利用DP_CON 和DM_CON 判断连接的USB 附件。更多信息请参考电池充电规范
1.1。
对于SDP 和CDP USB 附件，会自动配置下列引脚映射：
.
.
DP_HOST = DP_CON
DM_HOST = DM_CON
对于DCP 充电器，DP_HOST 和DM_HOST 开关开路。对于所有USB 附件，VBUS_IN 过压容限(OVT) 最高为28 V。
6. 处理器通信
附件检测期间，处理器与FSA88x 的典型通信步骤为：
1. INTB 置为低电平，表示附件检测发生变化。
a. 设备类型 1 (0Ah)：表示检测到何种 USB，车载套件
CDP 或DCP 附件。
b. 设备类型 2 (0Bh)：表示检测到何种出厂模式或未知附
件。
2. 处理器读取中断 1 (03h) 寄存器，确定是否检测到连接或
断开连接事件。
3. 处理器读取状态寄存器，确认检测到的附件。
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7. 开关配置
配置内部开关时，FSA88x 器件具有两种工作模式。FSA88x
可自动配置开关；也可通过处理器手动配置开关。典型应用中
采用自动配置模式，无需与基带交互即可正确配置开关。
7.1.
配置
FSA880
USB Port
VBAT
VBUS_IN
Phone
Power
Detection
28V OVT
VDDIO
DM_CON
DP_CON
DM_HOST
DP_HOST
HS USB
or UART
2:1
MUX
DM_HOST1
DP_HOST1
USB 附件和工厂电缆：
DP_CON=DP_HOST
DM_CON=DM_HOST
ID_CON
GND
HS USB
Charger
Detect BC1.1
INTB
I2C_SCL
I2C_SDA
VDDIO
Interrupt
I2C
Switch
Control
and
I2C
Baseband
Processor
Float
Detect
100k
W
Slave
JIG
BOOT
ADC ID
Detect
FSA880
USB Port
VBAT
VBUS_IN
Phone
Power
Detection
28V OVT
VDDIO
DM_CON
DP_CON
DM_HOST
DP_HOST
HS USB
or UART
2:1
MUX
DM_HOST1
DP_HOST1
ID_CON
GND
HS USB
UART 工厂电缆：
DP_CON=DP_HOST1
DM_CON=DM_HOST1
Charger
Detect BC1.1
INTB
I2C_SCL
I2C_SDA
VDDIO
Interrupt
I2C
Switch
Control
and
I2C
Baseband
Processor
Float
Detect
100k
W
Slave
JIG
BOOT
ADC ID
Detect
图8.
开关配置
7.2. 手动开关
通过写以下寄存器可以启用手动开关：
. 手动开关1 (13 h)：针对DM_CON 和DP_CON 配置开关。
. 手动开关2 (14 h)：配置BOOT 和JIG 引脚。
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11
8. 有效信号性能
8.1.
高速USB 数据
8.1.1. DP_HOST/DM_HOST
图9.
通过眼图兼容性测试输入信号
图10. USB 2.0 眼图顺从性测试结果的输出信号
8.1.2. DP_HOST1/DM_HOST1
图11. 通过眼图兼容性测试输入信号
图12. USB 2.0 眼图顺从性测试结果的输出信号
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12
8.2.
全速USB
8.2.1. DP_HOST/DM_HOST
图13. USB 全速眼图兼容性测试
8.2.2. DP_HOST1/DM_HOST1
图14. USB 全速眼图兼容性测试
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13
9. 产品规格
9.1.
绝对最大额定值
应力超过绝对最大额定值，可能会损坏器件。在超出推荐的工作条件的情况下，该器件可能无法正常工作，所以不建议让器件在
这些条件下长期工作。此外，长期在高于推荐的工作条件下工作，会影响器件的可靠性。绝对最大额定值仅是应力规格值。
符号
VBAT
参数
最小值 最大值
单位
V
来自电池的电源电压
-0.5
-0.5
-1.0
-1.0
-50
6.0
28.0
6.0
VBUS_IN
来自USB 连接器的电源电压
V
USB
VSW
IIK
开关I/O 电压
V
UART
6.0
输入箝位二极管电流
开关输入/输出（连续）电流
mA
mA
TA=85°C 时的USB
TA=85°C 时的UART
25
ISW
12
ISWPEAK
TSTG
TJ
峰值开关电流（脉冲间隔1 ms，占空比<10%）
存储温度范围
150
mA
C
C
C
-65
+150
+150
+260
最大结温
TL
引脚温度（焊接，10 秒）
USB 连接器引脚
空气式
联络
15
8
（DP_CON，DM_CON，
BUS_IN，ID_CON）至
GND
IEC 61000-4-2 系统ESD
V
ESD
kV
人体模型，JEDEC JESD22-A114
全部引脚
全部引脚
4
2
元件充电模型，JEDEC JESD22-C101
9.2.
推荐工作条件
推荐的操作条件表明确了器件的真实工作条件。指定推荐的工作条件，以确保器件的最佳性能达到数据表中的规格。飞兆半导体
建议不要超过推荐工作条件，也不能按照绝对最大额定值进行设计。
符号
VBAT
参数
最小值 典型值 最大值
单位
V
电池电源电压
BUS_IN 电压
3.0
4.0
1.8
0
4.4
5.5
3.6
3.6
3.6
1.0
+85
VBUSIN
VDDIO
V
V
处理器电源电压
V
USB 路径有效
VSW
开关I/O 电压
V
UART 路径有效
0
IDCAP
TA
ID_CON 引脚上的容性负载用于可靠的附件检测
nF
ºC
工作温度
-40
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9.3.
开关路径直流电气特性
所有典型值都在TA=25°C 下测得，若无其他说明。
TA = -40 至+85°C
符号
参数
VBAT (V)
工作条件
单位
最小值 典型值 最大值
主机接口引脚(BOOT、JIG、INTB)
VOH
VOH
VOL
输出高电压（FSA881 JIG 输出）
输出高电压（仅BOOT 和INTB 输出）(7)
3.0 至4.4 IOH=-2 mA
3.0 至4.4 IOH=-2 mA
0.8 VBAT
0.7 VDDIO
0.4
V
V
V
输出低电压（INTB、JIG 和BOOT 输出） 3.0 至4.4 IOL=3 mA
I2C 接口引脚– 快速模式(I2C_SDA、I2C_SCL)
VIL
VIH
输入电压低电平
输入电压高电平
3.0 至4.4
3.0 至4.4
0.3 VDDIO
V
V
V
V
0.7 VDDIO
0.05 VDDIO
0.1 VDDIO
0.4
V
DDIO>2 V
VDDIO<2 V
DDIO>2 V
VHYS
Schmitt 触发器输入滞后
3.0 至4.4
V
VOL1
3 mA 灌电流下的低电平输出电压（开漏） 3.0 至4.4
VDDIO<2 V
0.2 VDDIO
V
输入电压为0.26 V 至
2.34 V
II2C
I2C_SDA 和I2C_SCL 引脚输入电流
3.0 至4.4
-10
10
µA
开关关断特性
所有数据端口的VSW= 0 V
至4.4 V
IOFF
电源断开泄漏电流
0
10
µA
VBAT= 4.4 V；I/O 引脚=
0.3 V，4.1 V 或浮置
INO(OFF) 断电漏电流
3.0 至4.4
-0.100 0.001
0.100
µA
IIDSHRT 短路电流
USB 接通路径
3.0 至4.4 若ID_CON = 0 V 则限流
1
mA
V
D+/D-=0 V, 0.4 V; ION=8 mA
8
10
30
ꢀ
ꢀ
RONUSB USB开关导通电阻(8)
3.0 至4.4
VSW=0 V, 3.6 V; ION=30 mA
25
VBUS 路径
VBUSIN
RBUS
V
BUS_IN 有效阈值
BUS_IN 接地电阻
0.8
0
4.0
V
V
3
Mꢀ
UART 开关导通路径
VASR_UART 模拟信号范围
3.0 至4.4
3.6
10
30
V
VD+/D-=0 V, 0.4 V; ION=8 mA
VSW=0 V, 3.6 V; ION=30 mA
8
RONUART UART 开关导通电阻
3.0 至4.4
ꢀ
25
总电流消耗
ICCSL
无附件插入时，电池电源待机模式电流 3.0 至4.4 待机模式下的无附件静态电流
15
30
25
40
µA
µA
µA
连接非工厂模式附件
连接工厂模式附件(9)
ICCSLWA 连接附件时的电池电源待机模式电流(7) 3.0 至4.4
100
120
注意：
7. 根据电气特性数据的限制；
8. 通态电阻是指通过给定电流时该开关两个端子之间的压降；
9. 连接工厂模式附件后，检测电路保持激活状态，允许无连接检测ID 的变化。
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9.4.
符号
电容值
TA = -40 至+85°C
参数
VBAT (V)
工作条件
单位
最小值 典型值 最大值
CON
CI
DP_CON，DM_CON 导通电容
每个输入/输出引脚的容值
3.8
3.8
VBIAS= 0.2 V，f = 1 MHz
6
5
pF
pF
9.5.
符号
I2C 直流电气特性
TA = -40 至+85°C
参数
VBAT (V)
工作条件
单位
最小值
最大值
快速模式(I2C_SDA，I2C_SCL)
VIL
VIH
输入电压低电平
输入电压高电平
3.0 至4.4
0.3 VDDIO
V
V
V
V
3.0 至4.4
0.7 VDDIO
0.05 VDDIO
0.1 VDDIO
VDDIO>2 V
Vhys
Schmitt 触发器输入滞后
3.0 至4.4
VDDIO<2 V
VDDIO>2 V
VDDIO<2 V
0.4
VOL1
3 mA 灌电流下的低电平输出电压（开漏） 3.0 至4.4
0.2 VDDIO
V
输入电压为0.26 V 至
2.34 V
Ii2C
I2C_SDA 和I2C_SCL 引脚输入电流
3.0 至4.4
-10
10
µA
9.6.
I2C 交流电气特性
快速模式
符号
参数
单位
最小值
最大值
fSCL
tHD;STA
tLOW
tHIGH
tSU;STA
tHD;DAT
tSU;DAT
tr
I2C_SCL 时钟频率
0
0.6
400
kHz
µs
µs
µs
µs
µs
ns
ns
ns
µs
µs
ns
保持时间（重复）START 条件
I2C_SCL 时钟的低电平周期
I2C_SCL 时钟的高电平周期
重复START 条件的建立时间
数据保持时间
1.3
0.6
0.6
0
0.9
数据建立时间(10)
100
20+0.1Cb
20+0.1Cb
0.6
I2C_SDA 和I2C_SCL 信号的上升时间(10,11)
I2C_SDA 和I2C_SCL 信号的下降时间(10,11)
STOP 条件的建立时间
300
300
tf
tSU;STO
tBUF
STOP 和START 条件之间的总线空闲时间
输入滤波器必须抑制的尖峰脉宽
1.3
tSP
0
50
注意：
10. 可在标准模式I2C 总线系统中使用快速模式I2C 总线®设备，但必须满足tSU;DAT ≥ 250 ns 的要求。若设备未能延长
I2C_SCL 信号的低电平周期，则自动采取这种情况。若设备可延长I2C_SCL 信号的低电平周期，该设备必须在释放
I2C_SCL 线之前向I2C_SDA 线输出下一数据位，其中tr_max + tSU;DAT = 1000 + 250 = 1250 ns（根据标准模式I2C 总线规
范）。
11. Cb 等于一条总线的总电容，单位为pF。若与高速设备搭配使用，则根据I2C 规范，允许更快的下降时间。
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图15. I2C 总线®上全速模式器件时序定义
表6. I2C 从地址
名称
位长（位数）
位7
位6
位5
位4
位3
位2
位1
位0
从地址
8
0
1
0
0
1
0
1
R/W
9.7.
开关路径交流电气特性
所有典型值都在VBAT= 3.8 V 且TA=25°C 下测得，除非另有说明。
符号
参数
工作条件
最小值 典型值 最大值 单位
f=1 MHz, RT=50 ꢀ, CL=0 pF
-60
有效通道串扰DP_CON 至
DM_CON
Xtalk
USB 模式
USB 模式
dB
f=240 MHz, RT=50 ꢀ,
CL=0 pF
-30
OIRR 关断隔离
f=1 MHz, RT=50 ꢀ, CL=0 pF
-60
35
dB
ps
240 MHz 时，tr=tf= 750 ps
(10-90%)，CL= 0 pF，RL=
50 ꢀ
tSK(P) 相同输出的反转偏斜（USB 模式）
当INT屏蔽位设置为“1”时的中断事件之后，从
INT 屏蔽清零后到INTB 变低而发出中断信号的时间
tSW
参见图16 和图17
10
ms
ms
ms
ms
ms
从VBUS_IN 有效到USB 开关对USB 标准下行端口
关闭的时间
tSDPDET
tCHGOUT
tJIGVBUS
tJIGVBUS
如需相关特性，请参见图17
如需相关特性，请参见图18
如需相关特性，请参见图20
如需相关特性，请参见图21
130
170
200
200
从VBUS_IN 有效到USB 开关对USB 充电下行端口
(CDP) 关闭的时间
对于工厂工作模式且VBUS_IN 存在时，从VBUS_IN 有
效到JIG 低电平的时间
对于工厂工作模式且VBUS_IN 不存在时，从VBUS_IN
有效到JIG 低电平的时间
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9.8.
时序图
VBAT
待机模式
400µs
内部复位
INTB 屏蔽位
INTB 事件
INTB
中断寄存器读取
t SW
图16. 上电时INT 屏蔽到INTB 中断的时序图
VBAT
VDDIO
INTB 事件
INTB 事件
INTB 屏蔽位
无关（高电平或低电平）
INTB
tSW
图17. 工作时INT 屏蔽到INTB 中断的时序图
VBUS >4.0V
USB 开关关闭
VBUS_IN
XXXX浮X动XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
浮动
ID 电阻
20 ms
110ms
DCD 检查
ID 检测时间
打开
USB 开关状态
关闭
130ms
图18. USB 标准下游端口(CDP) 插入时序
VBUS >4.0V
INTB 置位和
寄存器写入
V
BUS 电压
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
浮动
浮动
ID 电阻
170ms
开关状态
关闭（仅限CDP）
INTB 引脚
DCD-20ms
150ms
CHG 检测
图19. USB 充电端口（DCP 和CDP）连接时序
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VBUS >4.0 V
VBUS
iN
ID 电阻
浮动
XXXXXXXX
JIG 引脚
200ms
ID 检测时间
BOOT 引脚
打开
开关状态
关闭
图20. Jig 盒连接时序（VBUS_IN 有效）
ID 电阻
浮动
XXXXXX
JIG 引脚
200ms
ID 检测时间
BOOT 引脚
打开
开关状态
关闭
图21. JIG 盒连接时序，无VBUS_IN
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9.9.
可编程性能表
表7. I2C 寄存器映射
地址
01H
02H
寄存器 类型 复位值(12,13) 位7(14) 位6(14) 位5(14) 位4(14) 位3(14) 位2(14) 位1(14) 位0(14)
器件ID
R
N/A
修订版本号
供应商ID
控制
R/W
xxx0x1x1
开关打开
自动配置
INT 屏蔽
03H
07H
中断
R/C
R
xxxxxx00
xxx11111
拔出
插入
ADC
ADC 值
车载套件
类型1
和TA 充
电器
USB 充
电器
(CDP)
专用充电
标准USB
(SDP)
0AH 设备类型1
R
x000x0xx
器(DCP)
Jig UART Jig UART Jig USB Jig USB
0BH 器件类型2
R
0xxx0000
000000xx
未知附件
关断
打开
关断
打开
13H 手动开关1 R/W
14H 手动开关2 R/W
D- 开关
D+ 开关
xxxx00xx
xxxxxxx0
启动开关 JIG 打开
1BH
复位
R/W
复位
注意：
12. 向未定义寄存器位写入“0”。
13. 从未定义寄存器位读取的数值未定义且无效。
14. 不要使用未定义的寄存器位置。
表8.器件ID
地址：01h
类型：读
位#
7:3
2:0
名称
位长（位数）
描述
5
3
修订版本号
供应商ID
版本0.0 = 00000
000：飞兆
表9.控制
地址：02h
复位值：xxx0x1x1
类型：读/写
位#
名称
位长（位数）
描述
7:5
勿使用
3
N/A
1：打开全部开关
4
3
2
1
0
开关打开
勿使用
1
1
1
1
1
0：根据附件状态自动切换开关
N/A
1：自动开关（亦称自动配置）
0：手动开关
自动配置
勿使用
N/A
1：屏蔽中断– 不中断基带处理器
INT 屏蔽
0：非屏蔽中断– 中断寄存器状态变化时，中断基带处理器
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表10. 中断
地址：03h
复位值：xxxxxx00
类型：读取/清零
位#
名称
位长（位数）
描述
7:2
勿使用
6
不适用
1：附件拔出
1
0
拔出
插入
1
1
0：未拔出附件
1：附件插入
0：未插入附件
表11. 设备类型1
地址：07h
复位值：xxx11111
类型：读
位#
7:5
4:0
名称
位长（位数）
描述
NA
保留
3
5
ADC 值
从ID 读取ADC 值
表12. 设备类型1
地址：0Ah
复位值：x00x00xx
类型：读
位#
名称
位长（位数）
描述
N/A
7
勿使用
1
1：检测到USB 专用充电端口(DCP) 充电器。
0：未检测到USB 专用充电端口(DCP) 充电器
6
专用充电器(DCP)
1
1
1：检测到USB 充电下行端口(CDP) 充电器
0：未检测到USB 充电下行端口(CDP) 充电器
5
USB 充电器(CDP)
1：检测到车载套件类型1 或旅行适配器(TA)
0：未检测到车载套件类型1 或旅行适配器(TA)
车载套件类型1 和
TA 充电器
4
3
1
1
1
2
勿使用
标准USB (SDP)
勿使用
不适用
1：检测到USB 标准下行端口(SDP)
0：未检测到USB 标准下行端口(SDP)
2
1:0
不适用
表13. 器件类型2
地址：0Bh
复位值：0xxx0000
类型：读
位#
7
名称
位长（位数）
描述
1：检测到任意未知附件，或无法检测到有效附件，哪怕ID_CON 未浮动
0：未检测到未知附件
未知附件
勿使用
1
4
1
6:4
3
不适用
1：检测到工厂模式启动关断UART
0：未检测到工厂模式启动关断UART
JIG_UART_OFF
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位#
名称
位长（位数）
描述
1：检测到带启动接通的出厂模式电缆UART 路径
0：未检测到带启动接通的出厂模式电缆UART 路径
2
JIG_UART_ON
1
1：检测到带启动关断的出厂模式电缆USB 路径
0：未检测到带启动关断的出厂模式电缆USB 路径
1
0
JIG_USB_OFF
JIG_USB_ON
1
1
1：检测到带启动接通的出厂模式电缆USB 路径
0：未检测到带启动接通的出厂模式电缆USB 路径
表14. 手动开关1(15)
地址：13h
复位值：000000xx
类型：读/写
位#
名称
位长（位数）
描述
000：断开的开关
001：DM_CON 连接至USB 端口的DM_HOST
011：DM_CON 连接至UART 端口的DM_HOST1
所有其他值：勿使用
7:5
DM_CON开关
3
000：断开的开关
001：DP_CON 连接至USB 端口的DP_HOST
011：DP_CON 连接至UART 端口的DP_HOST1
所有其他值：勿使用
4:2
1:0
DP_CON开关
3
2
N/A
勿使用
注：
15. 当在单次连接的手动开关配置间切换时，附件在两次配置之间必须经历一个“000：断开开关”的状态。手动模式必须在工
作前插入一个附件。
若先前未连接附件，则FSA88x 不会根据手动模式寄存器进行配置。
表15. 手动开关2
地址：14h
复位值：xxxx00xx
类型：读/写
位#
名称
位长（位数）
描述
7:4
勿使用
4
不适用
1：高
0：低
3
BOOT_SW
1
1：JIG 输出= GND (FSA880) 或JIG 输出= 高电平(FSA881)
0：JIG 输出= 高阻抗(FSA880) 或JIG 输出= 低电平(FSA881)
N/A
2
JIG_ON
1
2
1:0
勿使用
表16. 复位
地址：1Bh
复位值：xxxxxx0
类型：读/写
位#
名称
位长（位数）
描述
N/A
7:1
勿使用
6
1：复位FSA88x
0
复位
1
0：不复位FSA88x
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22
10. 布局指南
10.2. 减少GSM / TDMA 噪声的布局
10.1. 针对高速USB 信号完整性的PCB 布局指
南
TDMA / GSM 噪声有两种机制可能对 FSA88x 的性能产生负
面影响。第一种来源于发射器满功率或接近满功率工作时有效
信号发送中由话机发射器导出的大电流。因为在话机的地平
面，话机发送器会转储大电流。如果设计不正确，在地平面中
会出现短时电压。该噪声可通过 GND 层耦合返回 FSA88x 器
件，并且虽然 FSA88x 具有良好的隔离特性，但若 GND 噪声
幅度足够大，仍会使噪声耦合至 FSA88x 器件。第二种 GSM
噪声的路径是指通过电磁耦合感染信号线路本身。
1. 将 FSA88x 尽可能靠近 USB 控制器放置。走线越短则意
味着损耗越低、拾取杂散噪声的可能性越小、EMI 辐射
越少。
a) 保持 USB 控制器和该器件的距离不超过25 mm（小
于1 英寸）。
b) 为了获得最佳效果，该距离应小于 18 mm。这样就
可以保证小于四分之一(¼) 的传输电气长度。
大部分情况下，噪声都由 VBAT 和/或 GND 供电轨产生。下文
提供 PCB 电路板设计建议，帮助解决这两个 TDMA / GSM
噪声源的问题。
2. 使用阻抗计算器确保针对 DP_CON 和 DM_CON 线具有
90 ꢀ 差分阻抗。
1. 为 FSA88x 和给手机发射模块供电的功率放大器提供较
宽的低阻抗GND 返回路径。
3. 为每一应用对象，选择最佳传输线路。
a) 例如，对于器件密集电路板，应选择边沿耦合差分带
状线。
2. 对于每一个器件，至 PCB GND 平面的 GND 连线应该分
离。不要共享设备间的GND 返回路径。
4. 尽量减少使用过孔并将 HS USB 线路保持在堆栈的同一
平面。
3. 在 V引脚和 GND 之间添加一个尽可能大的去耦电容
(≥1µF)，为FSA88x 分流任何电源噪声。另外在PA 端添
加去耦电容（建议去耦电容值见中的参考应用图 22 原理
图）。
a) 在传输线阻抗中，过孔是一个干扰源，避免使用；
b) 尽量避免通常被迫使用至少两个过孔的布线方案：每
个线端一个，从该表面获得信号，并将信号传输至该
表面。
4. 增加一只 33 pF 的分流电容，置于任何 PCB 节点处，可
以收集来自话机发射器的辐射能量。
5. 在去耦电容之前的 VBAT 引脚上添加一个串联电阻 RBAT，
使噪声到达FSA88x 之前对其进行衰减。
5. 交叉线，只要有必要，垂直布线可避免噪声耦合（平行布
线时的敷线耦合）。
6. 可能时，分离HS USB 线路与GND，可以改善隔离。
a) 布置 GNG，电源或元件靠近传输线，能够产生阻抗
隔断。
7. 匹配传输线对，尽最大可能地改善偏斜性能。
8. 避免PCB 布线出现急速弯曲；优先选用去角或圆角。
9. 电源引脚安置退耦电容，并尽可能靠近该器件。
a) 可能时采用低ESR 的电容，用来去耦合。
b) 必要时应该采用调谐 PI 滤波器，消除开关电源或其
它噪声源的影响
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23
11. 参考原理图
图22. 参考原理图
表17. 参考原理图元器件值
建议值
符号
参数
单位 注意
最小值 典型值 最大值
这是USB 标准的建议值（下行端口VBUS 电容规
格）。
CVBUS
CVBAT
V
BUS_IN 去耦
1.0
4.7
1
10.0
10
µF
VBAT 去耦电容
µF 提高该电容值有助于降低GSM / TDMA 噪声。
增加串联电阻有助于降低GSM / TDMA 噪声。
ꢀ 确保电阻值足够低，不会使VBAT 电平下降至正常
工作水平以下。
RBAT
VBAT 串联电阻
50
100
根据VDDIO 和总线电容，实际使用值必须符合
RPU_I2C I2C 上拉电阻
4.7
kꢀ
I2C 规范。
RPU_JIG JIG 上拉电阻（仅FSA880）
100
2.2
kꢀ 开漏JIG 引脚的上拉电阻。
RDP/DM
TVS
DP_CON/DM_CON 串联电阻
高速TVS 二极管
ꢀ 将电阻串联可改善高速USB 路径的浪涌性能。
建议使用的高速TVS 二极管，可改善ESD 性
能。
1
1
pF
TVS_OPT 可选高速TVS 二极管
pF 可选高速TVS 二极管，可改善ESD 性能。
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