為KVM應(yīng)用構(gòu)建8至1 USB開(kāi)關(guān)

摘要：許多服務(wù)器需要將來(lái)自不同計(jì)算機(jī)的視頻、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)和音頻信號(hào)切換到一個(gè)前面板。本文主要關(guān)注鍵盤(pán)/鼠標(biāo)部分，介紹了一種利用MAX4999構(gòu)建8:1 USB開(kāi)關(guān)的方案。在MAX4999輸出放置一個(gè)集線器，該設(shè)計(jì)能夠保證任何連接到集線器的設(shè)備正確地切換到一個(gè)終端。

概述

用戶(hù)通常需要通過(guò)服務(wù)器背板的前面板接入數(shù)據(jù)，這就要求服務(wù)器能夠在多個(gè)通道之間切換。Maxim針對(duì)這類(lèi)應(yīng)用設(shè)計(jì)了一系列芯片，如MAX4999，大大簡(jiǎn)化了這類(lèi)應(yīng)用的設(shè)計(jì)，而且更可靠。

MAX4999為單芯片解決方案，能夠?qū)⒍噙_(dá)8個(gè)USB通道復(fù)用到一個(gè)公共的USB終端，支持速率高達(dá)480Mbps (USB 2.0)。MAX4999能夠處理滿(mǎn)擺幅信號(hào)，支持低速和全速運(yùn)行接口，帶寬高于900MHz，可有效處理高速信號(hào)。

鍵盤(pán)/鼠標(biāo)切換電路

雖然PS-2信號(hào)的切換也支持鍵盤(pán)/鼠標(biāo)應(yīng)用，但PS-2鍵盤(pán)/鼠標(biāo)的市場(chǎng)正在萎縮。目前，USB的應(yīng)用已成為市場(chǎng)主流，USB在鍵盤(pán)和鼠標(biāo)應(yīng)用中已經(jīng)替代PS-2成為首選的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議?？紤]到這一因素，本文將關(guān)注USB鍵盤(pán)/鼠標(biāo)的應(yīng)用。

圖1所示電路能夠?qū)崿F(xiàn)8:1 USB開(kāi)關(guān)，支持鍵盤(pán)/鼠標(biāo)切換。如果USB端口在八個(gè)終端之間切換，來(lái)自八個(gè)終端的一對(duì)高頻信號(hào)將連接MAX4999的公共端。USB端口有足夠的帶寬處理鍵盤(pán)、鼠標(biāo)和大部分USB設(shè)備。鍵盤(pán)、鼠標(biāo)一般工作在低速USB模式。

MAX4999只需要3位地址，另一位用于使能(EN)。通過(guò)選擇3位地址，MAX4999可以選擇8對(duì)信號(hào)線中的一對(duì)接入公共端。第4位連接到EN引腳，可以將器件設(shè)置在高阻態(tài)(待機(jī)模式)，此時(shí)的電流損耗≤ 3μA。電路中的DIP開(kāi)關(guān)用于選擇特定端口，實(shí)際應(yīng)用中通常使用一個(gè)微控制器。


圖1. MAX4999輸出端放置一個(gè)集線器，設(shè)計(jì)保證只連通連接到集線器的終端之一。

MAX4999要求采用3.3V電源供電。假設(shè)系統(tǒng)提供5.0V、可輸出2.0A電流的電源，或者是更高電壓的電源，則將該電源通過(guò)LDO轉(zhuǎn)換后為MAX4999供電，電源的最小電流還需支持集線器(4個(gè)端口)供電。處理集線器電流時(shí)須注意集線器四個(gè)端口中每個(gè)端口的電源電流限制。

結(jié)論

MAX4999單芯片能夠?qū)?個(gè)USB線對(duì)復(fù)用到一個(gè)公共端。高阻模式下，MAX4999僅消耗≤ 3μA (最大值)的靜態(tài)電流，能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)苛刻的功耗要求。