Controllore di interfaccia SILICON LABS CP2101

Specifiche

• Nome prodotto: CP2102C USB a UART Bridge
• Velocità massima in baud: 3 Mbps
• Bit di dati: 8
• Stop Bits: 1
• Bit di parità: dispari, pari, nessuno
• Handshake hardware: sì
• Supporto driver: Driver porta COM virtuale, Driver USBXpress
• Altre caratteristiche: supporto RS-232, GPIO, segnalazione di interruzione

Istruzioni per l'uso del prodotto

Compatibilità del dispositivo

• Il dispositivo CP2102C è progettato per sostituire i dispositivi USB-to-UART CP210x a interfaccia singola esistenti senza la necessità di driver aggiuntivi. È compatibile con dispositivi come CP2102, CP2102N e CP2104 con modifiche hardware minime.

Compatibilità dei perni

• Il CP2102C è ampiamente compatibile con la maggior parte dei dispositivi CP210x, ad eccezione del pin VBUS che richiede la connessione a un volumetage divisore per un corretto funzionamento. Fare riferimento alla tabella per sostituzioni specifiche per diversi dispositivi CP210x.

Fasi di installazione

1. Collegare il dispositivo CP2102C al computer host tramite un cavo USB.
2. Il driver CDC predefinito fornito dal sistema operativo riconoscerà automaticamente il CP2102C come bridge USB-UART.
3. Per le funzionalità di base non è richiesta l'installazione di driver aggiuntivi.
4. Se necessario, apportare piccole modifiche hardware in base al dispositivo specifico da sostituire.

Sopraview

Il dispositivo CP2102C è progettato per funzionare come un bridge USB-UART che funziona con il driver CDC predefinito fornito dal sistema operativo. Questo dispositivo può essere utilizzato per sostituire i dispositivi USB-UART CP210x a interfaccia singola esistenti senza installare alcun driver.

Per alcuni dispositivi, come CP2102, CP2102N e CP2104, CP2102C è praticamente un sostituto. A parte l'aggiunta di due resistori, non sono necessarie altre modifiche hardware o software per utilizzare CP2102C in progetti esistenti. Per altri dispositivi, piccole differenze di package o funzionalità potrebbero richiedere piccole modifiche all'hardware. Questa nota applicativa descrive in dettaglio i passaggi necessari per integrare un dispositivo CP2102C in un progetto al posto di un precedente dispositivo CP210x.

I dispositivi coperti da questa nota applicativa sono: CP2101, CP2102/9, CP2103, CP2104 e CP2102N. I dispositivi a interfaccia multipla, come CP2105 e CP2108, non sono trattati.

PUNTI CHIAVE

• Il CP2102C mantiene un elevato grado di compatibilità delle funzionalità UART con la maggior parte dei dispositivi CP210x esistenti.
• La progettazione richiederà modifiche hardware minime durante la migrazione al CP2102C.
• Il CP2102C fornisce un percorso di migrazione per:
  • CP2101
  • CP2102 / 9
  • CP2103
  • CP2104
  • Modello CP2102N

Confronto dei dispositivi

Compatibilità delle funzioni

La tabella seguente fornisce una tabella di confronto completa delle funzionalità per tutti i dispositivi CP210x, incluso il CP2102C. In generale, il CP2102C soddisfa o supera il set di funzionalità di tutti i precedenti dispositivi CP210x.

Tabella 1.1. Caratteristiche della famiglia CP210x

Caratteristica	CP2101	CP2102	CP2109	CP2103	CP2104	Modello CP2102N	CP2102C
Riprogrammabile	X	X		X		X
Programmabile una volta			X		X
Caratteristiche UART
Velocità massima in baud	921.6 kbps	921.6 kbps	921.6 kbps	921.6 kbps	921.6 kbps	3 Mbps	3 Mbps
Bit di dati: 8	X	X	X	X	X	X	X
Bit di dati: 5, 6, 7		X	X	X	X	X	X
Stop Bits: 1	X	X	X	X	X	X	X
Bit di stop: 1.5, 2		X	X	X	X	X	X
Bit di parità: dispari, pari, nessuno	X	X	X	X	X	X	X
Bit di parità: segno, spazio		X	X	X	X	X	X
Stretta di mano dell'hardware	X	X	X	X	X	X	X1
Stretta di mano X-ON/X-OFF	X	X	X	X	X	X
Supporto al personaggio dell'evento	X	X	X			X
Trasmissione di interruzione di linea		X	X		X	X	X2
Aliasing della velocità in baud		X	X	X
Supporto dei driver
Driver porta COM virtuale	X	X	X	X	X	X
Driver USBXpress	X	X	X	X	X	X
Altre caratteristiche
Supporto RS-232	X	X	X	X	X	X	X
Supporto RS-485				X	X	X
GPIO	Nessuno	Nessuno	Nessuno	4	4	4-7	Nessuno
Rilevamento caricabatteria						X
Risveglio remoto						X
Uscita orologio						X

Nota

1. Poiché l'handshake hardware è abilitato per impostazione predefinita, consigliamo di collegare CTS con una resistenza pull-down debole in modo che il dispositivo possa continuare a funzionare normalmente anche se i pin non sono completamente collegati (RTS, CTS).
2. Il CP2102C supporta la segnalazione di interruzione con una resistenza esterna da 10 kOhm tra TXD e terra.

Compatibilità dei perni

Ad eccezione del suo pin VBUS, che deve essere collegato a un voltage divisore per un corretto funzionamento, il CP2102C è ampiamente compatibile a livello di pin con la maggior parte dei dispositivi CP210x. Di seguito è riportata una tabella delle varianti del CP2102C che possono essere utilizzate per sostituire i precedenti dispositivi CP210x.

Tabella 1.2. Sostituzioni CP2102C per dispositivi CP210x

Dispositivo CP210x	Sostituzione compatibile con i pin
CP2101	Codice articolo: CP2102C-A01-GQFN28
CP2102 / 9	Codice articolo: CP2102C-A01-GQFN28
CP2103	Nessuno (fare riferimento a per considerazioni sulla migrazione)
CP2104	Codice articolo: CP2102C-A01-GQFN24
Modello CP2102N	CP2102C-A01-GQFN24 / CP2102C-A01-GQFN28

Come indicato nel datasheet del CP2102C, ci sono due restrizioni rilevanti sul pin VBUS voltage in configurazioni autoalimentate e alimentate da bus. La prima è la massima vol assolutatage consentito sul pin VBUS, che è definito come VIO + 2.5 V in assoluto

Tabella delle valutazioni massime. La seconda è l'input high voltage (VIH) che viene applicato a VBUS quando il dispositivo è collegato a un bus, definito come VIO – 0.6 V nella tabella delle specifiche GPIO.

Un partitore di resistenza (o circuito funzionalmente equivalente) su VBUS, come mostrato in Figura 1.1 Diagramma di collegamento alimentato dal bus per pin USB e Figura 1.2 Diagramma di collegamento autoalimentato per pin USB per il funzionamento bus e autoalimentato, rispettivamente, è necessario per soddisfare queste specifiche e garantire un funzionamento affidabile del dispositivo. In questo caso, la limitazione di corrente del partitore di resistenza impedisce un'elevata corrente di dispersione del pin VBUS, anche se la specifica VIO + 2.5 V non è rigorosamente soddisfatta mentre il dispositivo non è alimentato.

Figura 1.1. Diagramma di collegamento alimentato dal bus per i pin USB

Figura 1.2. Diagramma di collegamento autoalimentato per pin USB

Migrazione dei dispositivi

Nelle sezioni seguenti vengono descritte le considerazioni sulla migrazione durante la transizione da un dispositivo CP210x esistente a un dispositivo CP2102C.

Da CP2101 a CP2102C

Compatibilità hardware

• Il CP2102C-A01-GQFN28 è compatibile con il pin del CP2101 con l'aggiunta del volumetagcircuito del partitore mostrato in Figura 1.1 Diagramma di collegamento alimentato dal bus per pin USB e Figura 1.2 Schema di collegamento autoalimentato per pin USB.

Compatibilità software

Il CP2102C ha una funzionalità UART compatibile con il CP2101. Non saranno necessarie modifiche software quando si passa da un design CP2101 a CP2012C.

CP2102/9 a CP2102C

Compatibilità hardware

• Il CP2102C-A01-GQFN28 è compatibile con il pin CP2102/9 con l'aggiunta del volumetagcircuito del partitore mostrato in Figura 1.1 Diagramma di collegamento alimentato dal bus per pin USB e Figura 1.2 Schema di collegamento autoalimentato per pin USB.
• Il CP2109 ha un requisito hardware aggiuntivo per cui il pin VPP (pin 18) deve essere collegato a un condensatore a terra per la programmazione in-system. Questo condensatore non è richiesto sul CP2102C e può essere tranquillamente omesso.

Compatibilità software

Il CP2102C è compatibile con il CP2102/9 con una eccezione:

• Aliasing della velocità in baud

Il Baud Rate Aliasing è una funzionalità che consente a un dispositivo di utilizzare una velocità in baud predefinita al posto di una velocità in baud richiesta dall'utente. Ad esempioampAd esempio, un dispositivo che utilizza l'aliasing della velocità di trasmissione può essere programmato per utilizzare una velocità di trasmissione di 45 bps ogni volta che vengono richiesti 300 bps.

L'aliasing della velocità in baud non è supportato sul CP2102C.

Se in un progetto CP2102/9 viene utilizzato l'aliasing della velocità in baud, il CP2102C non è compatibile come sostituto.

Da CP2103 a CP2102C

Compatibilità hardware

Il CP2102C non ha una variante compatibile con i pin che possa sostituire il CP2103:

• Il package CP2103 QFN28 ha un pin VIO aggiuntivo al pin 5 che sposta la funzione dei pin precedenti sul package in senso orario attorno al package di un pin rispetto al package CP2102C QFN28. Ciò influisce sui pin 1-5 e 22-28.
• A differenza del CP2103, il CP2102C non supporta funzionalità extra sui pin 16-19.
• Tutti gli altri pin mantengono la stessa configurazione.

Se per un progetto è richiesta una rotaia VIO separata, è possibile utilizzare la variante più piccola CP2102C QFN24. Questa variante ha un set di funzionalità identico a quello del CP2103, ma nel package più piccolo QFN24.

A parte questa differenza nei pin-out, non sono necessarie altre modifiche hardware per migrare dal CP2103 al CP2102C.

Compatibilità software

Il CP2102C ha una funzionalità UART compatibile con il CP2103 con un'eccezione: l'aliasing della velocità di trasmissione.

Il Baud Rate Aliasing è una funzionalità che consente a un dispositivo di utilizzare una velocità in baud predefinita al posto di una velocità in baud richiesta dall'utente. Ad esempioampAd esempio, un dispositivo che utilizza l'aliasing della velocità di trasmissione può essere programmato per utilizzare una velocità di trasmissione di 45 bps ogni volta che vengono richiesti 300 bps.

L'aliasing della velocità in baud non è supportato sul CP2102C.

Se in un progetto CP2103 viene utilizzato l'aliasing della velocità in baud, il CP2102C non è compatibile come sostituto.

Da CP2104 a CP2102C

Compatibilità hardware

Il CP2102C-A01-GQFN24 è compatibile con il pin CP2104 con l'aggiunta del volumetagcircuito del partitore mostrato in Figura 1.1 Diagramma di collegamento alimentato dal bus per pin USB e Figura 1.2 Schema di collegamento autoalimentato per pin USB.

Non sono necessarie altre modifiche hardware quando si esegue la transizione di un progetto CP2104 al CP2102C. Il CP2104 richiede un condensatore tra VPP (pin 16) e la terra per la programmazione in-system, ma questo pin non è collegato al CP2102C. Che questo condensatore sia collegato o meno a questo pin non avrà alcun effetto sul CP2102C.

Compatibilità software

Il CP2102C ha una funzionalità UART compatibile con il CP2104. Non saranno necessarie modifiche software quando si passa da un design CP2104 a CP2012C.

Da CP2102N a CP2102C

Compatibilità hardware

I CP2102C-A01-GQFN24 / CP2102C-A01-GQFN28 sono compatibili a livello di pin con i CP2102N-A02-GQFN24 / CP2102N-A02-GQFN28 con l'aggiunta del voltagcircuito del partitore mostrato in Figura 1.1 Diagramma di collegamento alimentato dal bus per pin USB e Figura 1.2 Diagramma di collegamento autoalimentato per pin USB. Non sono necessarie altre modifiche hardware quando si passa da un design CP2102N a CP2102C.

Compatibilità software

Il CP2102C ha una funzionalità UART compatibile con il CP2102N. Non saranno necessarie modifiche software quando si passa da un design CP2102N a CP2012C.

Disclaimer

Silicon Labs intende fornire ai clienti la documentazione più recente, accurata e approfondita di tutte le periferiche e i moduli disponibili per gli implementatori di sistemi e software che utilizzano o intendono utilizzare i prodotti Silicon Labs. I dati di caratterizzazione, i moduli e le periferiche disponibili, le dimensioni della memoria e gli indirizzi di memoria si riferiscono a ciascun dispositivo specifico e i parametri "tipici" forniti possono variare in diverse applicazioni. Applicazione esampI file qui descritti sono solo a scopo illustrativo. Silicon Labs si riserva il diritto di apportare modifiche senza ulteriore preavviso alle informazioni, alle specifiche e alle descrizioni del prodotto qui contenute e non fornisce garanzie circa l'accuratezza o la completezza delle informazioni incluse. Senza preavviso, Silicon Labs può aggiornare il firmware del prodotto durante il processo di produzione per motivi di sicurezza o affidabilità. Tali modifiche non altereranno le specifiche o le prestazioni del prodotto. Silicon Labs non avrà alcuna responsabilità per le conseguenze dell'uso delle informazioni fornite in questo documento. Questo documento non implica né concede espressamente alcuna licenza per progettare o fabbricare circuiti integrati. I prodotti non sono progettati o autorizzati per essere utilizzati all'interno di dispositivi FDA di Classe III, applicazioni per le quali è richiesta l'approvazione pre-immissione in commercio della FDA o sistemi di supporto vitale senza lo specifico consenso scritto di Silicon Labs. Un “Sistema di supporto vitale” è qualsiasi prodotto o sistema destinato a supportare o sostenere la vita e/o la salute che, in caso di guasto, può ragionevolmente causare lesioni personali significative o morte. I prodotti Silicon Labs non sono progettati o autorizzati per applicazioni militari. I prodotti Silicon Labs non devono in nessun caso essere utilizzati in armi di distruzione di massa comprese (ma non limitate a) armi nucleari, biologiche o chimiche, o missili in grado di trasportare tali armi. Silicon Labs declina ogni garanzia espressa e implicita e non sarà responsabile per eventuali lesioni o danni correlati all'uso di un prodotto Silicon Labs in tali applicazioni non autorizzate.

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Domande frequenti

• D: Il CP2102C può essere utilizzato come sostituto per tutti i dispositivi CP210x?
  • A: Il CP2102C è praticamente un sostituto drop-in per dispositivi come CP2102, CP2102N e CP2104 con modifiche hardware minime. Per altri dispositivi, piccole differenze di package o funzionalità potrebbero richiedere piccole modifiche hardware.
• D: Qual è la velocità in baud consigliata per il CP2102C?
  • A: Il CP2102C supporta una velocità di trasmissione massima di 3 Mbps.

Documenti / Risorse

Controllore di interfaccia SILICON LABS CP2101 [pdf] Guida utente CP2101, CP2101 Controller di interfaccia, Controller di interfaccia, Controller

Riferimenti

• Manuale d'uso