SILICON LABS CP2101 インターフェース コントローラ

仕様

• 製品名: CP2102C USB-UART ブリッジ
• 最大ボーレート: 3Mbps
• データビット: 8
• ストップビット：1
• パリティビット: 奇数、偶数、なし
• ハードウェアハンドシェイク: はい
• ドライバー サポート: 仮想 COM ポート ドライバー、USBXpress ドライバー
• その他の機能: RS-232 サポート、GPIO、ブレーク信号

製品使用説明書

デバイスの互換性

• CP2102C デバイスは、追加のドライバーを必要とせずに、既存のシングル インターフェイス CP210x USB-UART デバイスを置き換えるように設計されています。最小限のハードウェア変更で、CP2102、CP2102N、CP2104 などのデバイスと互換性があります。

ピンの互換性

• CP2102Cは、ほとんどのCP210xデバイスとピン互換性がありますが、VBUSピンはボリュームへの接続が必要です。tag適切な動作のためには分周器が必要です。さまざまな CP210x デバイスの具体的な交換品については、表を参照してください。

インストール手順

1. USB ケーブルを使用して CP2102C デバイスをホスト コンピュータに接続します。
2. オペレーティング システムによって提供されるデフォルトの CDC ドライバーは、CP2102C を USB から UART へのブリッジとして自動的に認識します。
3. 基本的な機能には追加のドライバーのインストールは必要ありません。
4. 必要に応じて、交換する特定のデバイスに応じて、ハードウェアに小さな変更を加えます。

以上view

CP2102C デバイスは、オペレーティング システムによって提供されるデフォルトの CDC ドライバーで動作する USB から UART へのブリッジとして機能するように設計されています。このデバイスを使用すると、ドライバーをインストールせずに、既存のシングル インターフェイス CP210x USB から UART へのデバイスを置き換えることができます。

CP2102、CP2102N、CP2104 などの一部のデバイスでは、CP2102C は事実上そのままの代替品です。2102 つの抵抗器を追加する以外に、既存の設計で CP2102C を使用するためにハードウェアやソフトウェアを変更する必要はありません。その他のデバイスでは、パッケージや機能のわずかな違いにより、ハードウェアに小さな変更が必要になる場合があります。このアプリケーション ノートでは、以前の CP210x デバイスの代わりに CPXNUMXC デバイスを設計に統合するために必要な手順について詳しく説明します。

このアプリケーション ノートで取り上げるデバイスは、CP2101、CP2102/9、CP2103、CP2104、および CP2102N です。CP2105 や CP2108 などの複数のインターフェイスを持つデバイスについては説明しません。

要点

• CP2102C は、ほとんどの既存の CP210x デバイスと高度な UART 機能の互換性を維持します。
• CP2102C に移行する場合、設計には最小限のハードウェア変更が必要になります。
• CP2102C は、次の移行パスを提供します。
  • CP2101
  • CP2102 / 9
  • CP2103
  • CP2104
  • CP2102N

デバイスの比較

機能の互換性

以下の表は、CP210C を含むすべての CP2102x デバイスの完全な機能比較表です。一般的に、CP2102C は、以前のすべての CP210x デバイスの機能セットを満たしているか、それを上回っています。

表1.1. CP210xファミリーの機能

注記

1. ハードウェア ハンドシェイクはデフォルトで有効になっているため、ピンが完全に接続されていない場合でもデバイスが正常に動作できるように (RTS、CTS)、CTS を弱いプルダウン抵抗で接続することをお勧めします。
2. CP2102C は、TXD とグランド間の外部 10 kΩ 抵抗によるブレーク信号をサポートします。

ピンの互換性

ただし、VBUSピンはボリュームに接続する必要があります。tagCP2102C は、適切に動作するための分周器を備えており、ほとんどの CP210x デバイスとピン互換性があります。以下は、以前の CP2102x デバイスを置き換えるために使用できる CP210C のバリエーションの表です。

表 1.2. CP2102x デバイスの CP210C 代替品

CP2102Cのデータシートに記載されているように、VBUSピン電圧にはXNUMXつの関連する制限があります。tag自己電源およびバス電源構成における絶対最大電圧。tagVBUSピンに許容される電圧は、絶対電圧でVIO + 2.5 Vと定義されています。

最大定格表。2番目は入力高電圧ですtagデバイスがバスに接続されているときに VBUS に適用される電圧 (VIH)。GPIO 仕様の表では VIO - 0.6 V と定義されています。

図に示すように、VBUS上の抵抗分割器（または機能的に同等の回路） 図1.1 USBピンとバスパワー接続図 図1.2 これらの仕様を満たし、信頼性の高いデバイス動作を確保するには、バスおよびセルフパワー動作用の USB ピンのセルフパワー接続図が必要です。この場合、デバイスに電源が供給されていないときに VIO + 2.5 V 仕様が厳密に満たされていなくても、抵抗分割器の電流制限により、VBUS ピンの高リーク電流が防止されます。

図 1.1. USB ピンのバスパワー接続図

図 1.2. USB ピンのセルフパワー接続図

デバイスの移行

次のセクションでは、既存の CP210x デバイスから CP2102C デバイスに移行する場合の移行に関する考慮事項について説明します。

CP2101 から CP2102C

ハードウェア互換性

• CP2102C-A01-GQFN28は、CP2101とピン互換で、ボリュームが追加されています。tag図に示す分圧回路 図1.1 USBピンとバスパワー接続図 図1.2 USB ピンのセルフパワー接続図。

ソフトウェアの互換性

CP2102C には、CP2101 と互換性のある UART 機能があります。CP2101 設計を CP2012C に移行する場合、ソフトウェアの変更は必要ありません。

CP2102/9 から CP2102C

ハードウェア互換性

• CP2102C-A01-GQFN28は、CP2102/9とピン互換で、ボリュームが追加されています。tag図に示す分圧回路 図1.1 USBピンとバスパワー接続図 図1.2 USB ピンのセルフパワー接続図。
• CP2109 には、インシステム プログラミングのために VPP ピン (ピン 18) をコンデンサに接続してグランドに接続する必要があるという追加のハードウェア要件があります。このコンデンサは CP2102C では不要であり、安全に省略できます。

ソフトウェアの互換性

CP2102C は CP2102/9 と互換性がありますが、次の例外が XNUMX つあります。

• ボーレートエイリアシング

ボーレートエイリアシングは、ユーザーが要求したボーレートの代わりに、デバイスが事前に定義されたボーレートを使用できるようにする機能です。例：ampたとえば、ボー レート エイリアシングを使用するデバイスは、45 bps が要求されるたびに 300 bps のボー レートを使用するようにプログラムできます。

CP2102C ではボーレート エイリアシングはサポートされていません。

CP2102/9 設計でボーレート エイリアシングが使用されている場合、CP2102C は代替品として互換性がありません。

CP2103 から CP2102C

ハードウェア互換性

CP2102C には、CP2103 を置き換えることができるピン互換のバリアントはありません。

• CP2103 QFN28 パッケージにはピン 5 に追加の VIO ピンがあり、CP2102C QFN28 パッケージと比較して、パッケージ上の以前のピンの機能がパッケージの周りで時計回りに 1 ピンずつシフトします。これはピン 5 ～ 22 と 28 ～ XNUMX に影響します。
• CP2103 とは異なり、CP2102C はピン 16 ～ 19 の追加機能をサポートしていません。
• 他のすべてのピンは同じ構成のままです。

設計に別の VIO レールが必要な場合は、より小型の CP2102C QFN24 バリアントを使用できます。このバリアントは、CP2103 と同じ機能セットを備えていますが、より小型の QFN24 パッケージになっています。

このピン配置の違い以外に、CP2103 から CP2102C に移行するために他のハードウェアの変更は必要ありません。

ソフトウェアの互換性

CP2102C には、ボー レート エイリアシングという 2103 つの例外を除いて、CPXNUMX と互換性のある UART 機能があります。

ボーレートエイリアシングは、ユーザーが要求したボーレートの代わりに、デバイスが事前に定義されたボーレートを使用できるようにする機能です。例：ampたとえば、ボー レート エイリアシングを使用するデバイスは、45 bps が要求されるたびに 300 bps のボー レートを使用するようにプログラムできます。

CP2102C ではボーレート エイリアシングはサポートされていません。

CP2103 設計でボーレート エイリアシングが使用されている場合、CP2102C は代替品として互換性がありません。

CP2104 から CP2102C

ハードウェア互換性

CP2102C-A01-GQFN24は、CP2104とピン互換で、ボリュームが追加されています。tag図に示す分圧回路 図1.1 USBピンとバスパワー接続図 図1.2 USB ピンのセルフパワー接続図。

CP2104 設計を CP2102C に移行する場合、その他のハードウェアの変更は必要ありません。CP2104 では、インシステム プログラミングのために VPP (ピン 16) とグランドの間にコンデンサが必要ですが、このピンは CP2102C では接続されていません。このコンデンサがこのピンに接続されているかどうかは、CP2102C には影響しません。

ソフトウェアの互換性

CP2102C には、CP2104 と互換性のある UART 機能があります。CP2104 設計を CP2012C に移行する場合、ソフトウェアの変更は必要ありません。

CP2102N から CP2102C

ハードウェア互換性

CP2102C-A01-GQFN24 / CP2102C-A01-GQFN28は、CP2102N-A02-GQFN24 / CP2102N-A02-GQFN28とピン互換で、ボリュームが追加されています。tag図に示す分圧回路 図1.1 USBピンとバスパワー接続図 図1.2 USB ピンの自己給電接続図。CP2102N 設計を CP2102C に移行する場合、その他のハードウェアの変更は必要ありません。

ソフトウェアの互換性

CP2102C には、CP2102N と互換性のある UART 機能があります。CP2102N 設計を CP2012C に移行する場合、ソフトウェアの変更は必要ありません。

免責事項

Silicon Labsは、Silicon Labs製品​​を使用している、または使用する予定のシステムおよびソフトウェアの実装者が利用できるすべての周辺機器およびモジュールの最新の正確で詳細なドキュメントをお客様に提供する予定です。 特性データ、使用可能なモジュールと周辺機器、メモリサイズ、メモリアドレスはそれぞれの特定のデバイスを参照し、提供される「標準」パラメータはアプリケーションによって異なる場合があります。 アプリケーション例amp本書に記載されている資料は、説明のみを目的としています。Silicon Labs は、本書に記載されている製品情報、仕様、および説明を予告なしに変更する権利を留保し、記載されている情報の正確性または完全性について保証するものではありません。Silicon Labs は、セキュリティまたは信頼性上の理由から、事前の通知なしに製造プロセス中に製品のファームウェアを更新することがあります。このような変更によって、製品の仕様またはパフォーマンスが変わることはありません。Silicon Labs は、本書に記載されている情報の使用の結果について一切責任を負いません。本書は、集積回路の設計または製造のライセンスを暗示または明示的に付与するものではありません。製品は、Silicon Labs の書面による明確な同意なしに、FDA クラス III デバイス、FDA の市販前承認が必要なアプリケーション、または生命維持システムで使用するように設計または承認されていません。「生命維持システム」とは、生命や健康をサポートまたは維持することを目的とした製品またはシステムであり、故障すると重大な人身傷害または死亡につながることが合理的に予測されます。Silicon Labs 製品は、軍事用途向けに設計または承認されていません。 Silicon Labs 製品は、いかなる状況においても、核兵器、生物兵器、化学兵器、またはそのような兵器を運搬できるミサイルを含む (ただしこれらに限定されない) 大量破壊兵器に使用されることはありません。Silicon Labs は、明示的および黙示的な保証を一切放棄し、そのような許可されていない用途での Silicon Labs 製品の使用に関連するいかなる傷害または損害についても責任を負いません。

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よくある質問

• Q: CP2102C は、すべての CP210x デバイスの代替品として使用できますか?
  • A: CP2102C は、ハードウェアの変更を最小限に抑えた、CP2102、CP2102N、CP2104 などのデバイスの実質的な代替品です。他のデバイスの場合、パッケージや機能に若干の違いがあるため、ハードウェアの小さな変更が必要になることがあります。
• Q: CP2102C の推奨ボーレートはどれくらいですか?
  • A: CP2102C は最大 3Mbps のボーレートをサポートします。

ドキュメント / リソース

SILICON LABS CP2101 インターフェース コントローラ [pdf] ユーザーガイド CP2101、CP2101 インターフェース コントローラ、インターフェース コントローラ、コントローラ

参考文献

• ユーザーマニュアル