Современные USB-подключения, такие как USB Type A и Type C, становятся все более популярными. Производители стремятся унифицировать тип используемого разъема, особенно с появлением USB Type C с поддержкой протокола USB Power Delivery. Однако большинство устройств, таких как флеш-накопители, все еще используют разъемы USB Type A. Именно поэтому эти два типа разъемов были выбраны для целей разработки «USB-Разрывателя».
«USB-Разрыватель» был создан для автоматизации процесса тестирования устройств с USB-разъемом. При тестировании устройств с множеством функций необходимо постоянно переподключать их к компьютеру для правильной перезагрузки и имитации полного отключения. Ранее этот процесс требовал оснасток для автоматизации или ручного вмешательства.
С помощью «USB-Разрывателя» данный процесс может быть значительно упрощен или полностью автоматизирован путем управления коммутацией USB-разъема с управляющего компьютера.
Приведем пример использования «USB-Разрывателя» в одной из компаний. При тестировании одного из USB-устройств необходимо было переподключить его N раз, где N могло достигать даже 1000. Ручное выполнение этой задачи было сложно и могло повредить разъем. «USB-Разрыватель» решает эту проблему, обеспечивая надежную и автоматизированную коммутацию.
«USB-Разрыватель» также упрощает процесс разработки устройств с USB-разъемом. На начальных этапах разработки доступны только макетные образцы, которые требуют множества переподключений. Однако в процессе разработки ПО такие переподключения необходимы, и это может привести к повреждению устройства при ручном вмешательстве. «USB-Разрыватель» помогает минимизировать этот риск.
Конкретный кейс, связанный с разработкой устройства, работающего по USB3.2 интерфейсу, также иллюстрирует преимущества «USB-Разрывателя». Поскольку USB3.1 Type A разъемы поддерживают и USB3.2, и USB2.0, неправильное подключение может привести к инициализации устройства по низкочастотному интерфейсу USB2.0. «USB-Разрыватель» позволяет отключить линии передачи данных USB2.0 интерфейса, обеспечивая инициализацию по более высокочастотному интерфейсу USB3.2.
НТЦ «Вулкан» представляет «USB-Разрыватель» — инновационное устройство, которое значительно упрощает и автоматизирует тестирование электронных устройств с USB-разъемом.
В соответствии с требованиями, для разработки прототипа «USB-Разрывателя» с учетом указанных функций, следует принять во внимание следующие аспекты:
- Мультиплексирование линий передачи данных: Для поддержки USB2.0 интерфейса с дифференциальной парой D+/D- и USB3.2 интерфейса с несколькими дифференциальными парами (RX+/RX-, TX+/TX-), необходимо использовать мультиплексоры/демультиплексоры высокой скорости передачи данных.
- Коммутация линий передачи данных SBU1/SBU2: Для коммутации данных линий с максимальной скоростью передачи 1 МБит/с, потребуется использование специализированных коммутационных устройств, таких как цифровые мультиплексоры или коммутационные матрицы.
- Коммутация СС линий USB Type C разъема для поддержки протокола Power Delivery: Для коммутации СС линий и разрыва шины питания с мощностью до 240 Ватт, потребуется использование реле с высокой мощностью и подходящими характеристиками передачи сигналов.
- Измерение напряжения и тока: Для измерения напряжения в диапазоне [0..48 В] и тока в диапазоне [0..5 А], потребуется добавить делитель напряжения и токочувствительный усилитель, соответственно. Эти компоненты позволят измерять значения напряжения и тока с целевого устройства для контроля и анализа.
- Разрядка шины питания: Для ускорения скорости разряда после разрыва шины питания, можно использовать специальную схему разрядки, такую как резисторный разрядник. Это позволит быстро разрядить накопленный заряд на шине питания для более эффективного тестирования.
- Интерфейс управления: Для возможности управления «USB-Разрывателем» без необходимости сторонних драйверов, следует реализовать устройство по протоколу USB HID. Это позволит взаимодействовать с устройством с помощью стандартных драйверов операционной системы.
- Минимизация воздействия на сигналы: При разработке устройства необходимо уделить внимание минимизации воздействия на каждую коммутируемую линию. Это может быть достигнуто с помощью использования специализированных коммутационных компонентов и правильного размещения сигнальных трасс на печатной плате.
- Дополнительный разъем и дисплей: Для отслеживания трафика и более точного измерения тока и напряжения на шине питания, можно добавить дополнительный разъем, который позволит подключить осциллограф или другие измерительные приборы. Также можно предусмотреть вариант с дисплеем, который будет отображать информацию о текущем напряжении, токе и состоянии коммутируемых линий.
- Управление кнопками: Для возможности управления без использования ПО, на верхнюю панель устройства можно добавить кнопки, которые позволят выполнять основные функции управления «USB-Разрывателем».
Учитывая эти требования, необходимо разработать схематическую и печатную плату устройства, выбрать подходящие компоненты и разработать соответствующее программное обеспечение для управления и автоматизации процесса тестирования целевого устройства.
