SmartUSBHub Pro 4CH USB2.0 数据手册¶
适用产品： SmartUSBHub Pro 4CH USB2.0
文档版本： v0.1 draft
更新日期： 2026-06-05
特性¶
4 个可编程 USB2.0 下行端口，支持 High-Speed 480 Mbps，并兼容 Full-Speed、Low-Speed 和 USB1.1 设备。
每个下行端口支持独立 VBUS 电源控制，可通过软件模拟 USB 设备上电、断电和热插拔。
每个下行端口支持独立 USB2.0 D+/D- 数据线控制，可在保持供电的情况下断开或恢复数据链路。
每个通道支持电压/电流检测，便于进行供电状态监控和功耗分析。
每个通道最大输出电流为 4 A；5V 总输出电流为 5 A max，所有下行端口共享。
每个通道使用自恢复保险丝进行过流保护；过流后保险丝进入高阻保护状态，移除故障负载并冷却后可自动恢复。
支持普通模式和互锁模式，适用于多设备并行控制或单通道互锁控制场景。
支持上电默认状态配置、断电状态恢复和设备地址配置，便于自动化测试系统集成。
支持固件 OTA 升级，便于现场维护和功能更新。
提供配套 SDK 和配套软件（Windows、macOS、Ubuntu），支持脚本自动化和图形化控制。
所有 USB 端口具备 ESD 保护：HBM >= 8 kV；IEC 61000-4-2 Level 4，接触放电 +/-8 kV，空气放电 +/-15 kV。
概述¶
SmartUSBHub Pro 4CH USB2.0 是一款 4 通道、软件可编程的 USB2.0 High-Speed Hub，面向自动化测试、嵌入式开发、生产验证和远程 USB 设备管理场景。在标准消费级 USB Hub 的“始终在线”行为不适合测试需求时，该产品可通过软件控制实现通道级 USB 插拔、电源重启和枚举流程管理。
SmartUSBHub Pro 4CH USB2.0 提供独立的控制接口，用于收发控制指令；USB 数据传输通过 USB2.0 上行端口连接主机。若下行设备功耗超过主机 USB 端口供电能力，请通过辅助供电接口接入足够功率的 5V 外部电源。
该产品可用于启用/禁用单个 USB 端口、独立断开或恢复 USB2.0 数据线、配置上电默认状态、恢复断电前状态，并测量每个下行端口的电压/电流。
典型应用包括：
USB 电子密钥管理
USB 设备自动化测试
USB 设备验证和开发
嵌入式开发调试和远程复位
多 DUT 产线测试
USB 枚举顺序控制
固件刷写流程控制
USB 外设远程管理
设备功耗记录和异常电流检测
描述¶
SmartUSBHub Pro 4CH USB2.0 为工程师提供对 USB 下行端口的精细化控制能力。每个下行通道均实现独立的 VBUS 电源开关和 USB2.0 D+/D- 数据线开关。USB 电源和数据链路可以独立断开，适用于热插拔模拟、枚举顺序控制、远程重启、固件刷写和异常恢复等测试场景。
该产品支持 4 个通道的电源控制、USB2 数据线控制和电压/电流检测。配套 SDK 和配套软件（Windows、macOS、Ubuntu）可用于脚本自动化、图形化控制和测试系统集成。
每个下行通道采用自恢复保险丝进行过流保护。当通道发生过流或短路时，自恢复保险丝会进入高阻保护状态，限制该通道输出电流；移除故障负载并等待器件冷却后，保险丝会自动恢复到低阻导通状态。该硬件保护动作不会产生软件过流事件上报。
产品版本¶
版本 |
产品标识 |
电源控制 |
USB2 数据线控制 |
电压/电流检测 |
说明 |
|---|---|---|---|---|---|
标准版 |
|
支持 |
支持 |
支持 |
不含电源适配器，适用于 USB 通道控制、枚举控制、自动化插拔和供电监控 |
配套电源版 |
|
支持 |
支持 |
支持 |
随附 5V / 2A 电源适配器，适用于轻负载设备控制和供电监控 |
表 1：产品版本
绝对最大额定值¶
超过“绝对最大额定值”中列出的应力可能导致设备永久损坏。这些仅为应力额定值，并不表示设备可在这些条件下或在“推荐工作额定值”之外的任何其它条件下正常工作。长时间暴露于绝对最大额定条件可能影响设备可靠性。
参数 |
最小值 |
最大值 |
单位 |
说明 |
|---|---|---|---|---|
DC 输入电压 |
0 |
5.5 |
V |
5V 输入接口 |
DC 输入电流 |
0 |
5 |
A |
受 Type-C 供电连接器限制 |
5V 总输出电流 |
0 |
5 |
A |
所有下行端口共享 |
下行端口电流 |
0 |
4 |
A |
每个通道最大输出电流 |
下行端口 VBUS 电压 |
0 |
5.5 |
V |
USB 下行端口 VBUS |
USB D+/D- 信号电压 |
-0.3 |
5.3 |
V |
适用于 USB 信号引脚 |
海拔 |
- |
2000 |
m |
室内使用环境 |
过压类别 |
- |
Category II |
- |
适用于主电源供电设备 |
表 2：绝对最大额定值
处理额定值¶
参数 |
条件/备注 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
单位 |
|---|---|---|---|---|---|
环境工作温度 |
非冷凝 |
0 |
25 |
50 |
°C |
存储温度 |
非冷凝 |
-10 |
- |
85 |
°C |
相对湿度范围 |
非冷凝 |
5 |
- |
95 |
%RH |
ESD 保护 |
JESD22-A114-B HBM Class 3B |
8 |
- |
- |
kV |
ESD 保护 |
IEC 61000-4-2 Level 4，接触放电 |
-8 |
- |
+8 |
kV |
ESD 保护 |
IEC 61000-4-2 Level 4，空气放电 |
-15 |
- |
+15 |
kV |
表 3：处理额定值
推荐工作额定值¶
除非另有说明，规格在 25°C 条件下有效。
参数 |
条件/备注 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
单位 |
|---|---|---|---|---|---|
DC 输入电压 |
外部 5V 输入 |
4.75 |
5 |
5.25 |
V |
DC 输入电流 |
与负载和供电路径相关 |
- |
- |
5 |
A |
5V 输出电压 |
下行端口 VBUS 电源轨 |
- |
5 |
- |
V |
5V 总输出电流 |
所有下行端口共享 |
- |
- |
5 |
A |
每个通道输出电流 |
单通道负载 |
- |
- |
4 |
A |
相对湿度范围 |
非冷凝 |
5 |
- |
95 |
%RH |
表 4：推荐工作额定值
每个通道最大输出电流不代表所有端口在任意供电条件下都可以同时达到 4 A。所有下行端口共享 5 A 的 5V 总输出预算，并受外部电源、线缆和 Type-C 连接器能力限制。 配套电源版随附 5V / 2A 电源适配器，使用该电源时所有下行端口共享 2 A 的 5V 输出预算。
典型性能特性¶
除非另有说明，规格在 25°C 条件下有效。
参数 |
条件/备注 |
最小值 |
典型值 |
最大值 |
单位 |
|---|---|---|---|---|---|
下行端口 VBUS 输出电压 |
未过载，取决于外部 5V 输入 |
- |
5 |
- |
V |
5V 总输出电流 |
所有下行端口共享 |
- |
- |
5 |
A |
USB 下行电流 |
每个通道最大输出电流 |
0 |
- |
4 |
A |
过流保护方式 |
每个通道 |
- |
自恢复保险丝 |
- |
- |
电流测量范围 |
每个通道 |
0 |
- |
4 |
A |
电流测量显示分辨率 |
每个通道 |
- |
100 |
- |
mA |
电压测量范围 |
每个通道 VBUS |
0 |
- |
5.5 |
V |
电压测量显示分辨率 |
每个通道 VBUS |
- |
100 |
- |
mV |
表 5：典型性能特性
能力和接口¶
SmartUSBHub Pro 4CH USB2.0 可通过 SmartUSBHub Python 库和 USB-CDC 指令接口进行控制。软件可访问的核心能力包括：
功能 |
支持情况 |
说明 |
|---|---|---|
通道电源控制 |
支持 |
独立控制每个下行端口 VBUS |
USB2 数据线控制 |
支持 |
独立控制每个下行端口 D+/D- |
普通模式 |
支持 |
多通道可同时打开 |
互锁模式 |
支持 |
同一时间仅允许一个通道打开 |
上电默认状态 |
支持 |
配置上电后的通道默认状态 |
断电状态恢复 |
支持 |
恢复断电前通道状态 |
设备地址配置 |
支持 |
用于多设备管理 |
固件 OTA 升级 |
支持 |
用于现场维护和功能更新 |
SDK 支持 |
支持 |
提供 Python SDK 和示例程序 |
配套软件 |
支持 |
支持 Windows、macOS、Ubuntu |
电压/电流检测 |
支持 |
每个通道测量 |
表 6：能力和接口
设备驱动¶
SmartUSBHub Pro 4CH USB2.0 使用标准 USB-CDC 指令接口。在现代 Windows、macOS 和 Linux 系统上，通常无需安装专用驱动即可进行软件控制。
对于较旧的操作系统，可能需要额外的 USB CDC 驱动或系统补丁。具体系统兼容性请参考产品使用指南。
LED 指示灯¶
设备包含多个指示灯，用于辅助判断系统和通道状态。
指示灯 |
说明 |
|---|---|
电源/状态指示灯 |
指示设备供电、普通模式或互锁模式状态 |
通道指示灯 |
指示对应下行通道电源状态 |
USB 状态指示 |
用于指示 USB 通信或通道状态，具体以量产外壳标识为准 |
表 7：LED 指示灯
机械规格¶
参数 |
数值 |
单位 |
说明 |
|---|---|---|---|
外壳类型 |
TBD |
- |
待根据机械图纸更新 |
长度 |
TBD |
mm |
待根据机械图纸更新 |
宽度 |
TBD |
mm |
待根据机械图纸更新 |
高度 |
TBD |
mm |
待根据机械图纸更新 |
安装方式 |
TBD |
- |
待根据机械图纸更新 |
重量 |
TBD |
g |
待实测 |
表 8：机械规格
外壳标识¶
标识 |
说明 |
|---|---|
USB2.0 Upstream |
连接主机的 USB2.0 上行数据口 |
Control |
USB-CDC 指令控制口 |
Auxiliary Power |
外部 5V 辅助供电输入 |
CH1 - CH4 |
USB 下行通道 |
PWR / Status |
设备电源或工作状态指示 |
通道指示灯 |
指示对应下行通道电源状态 |
表 9：外壳标识
最终外壳标识以量产外壳丝印和结构图为准。
输入电源连接¶
SmartUSBHub Pro 4CH USB2.0 通过 5V 输入供电。下行设备功耗较高时，应接入外部 5V 辅助供电电源。
连接 |
说明 |
|---|---|
指令控制口 |
5V 输入，最大 4 A，带防倒灌、过压保护和过流保护 |
USB2.0 上行端口 |
5V 输入，最大 4 A，带防倒灌、过压保护和过流保护 |
辅助供电接口 |
5V 输入，最大 5 A，不带过流保护 |
配套电源 |
5V / 2A，适用于配套电源版 |
输入电压范围 |
5 V typ |
输入电流 |
5 A max |
5V 输出预算 |
5 A max，所有下行端口共享 |
表 10：输入电源连接
电源使用注意事项¶
请使用满足负载需求的 5V 电源适配器和线缆。
本产品面向 USB 自动化测试和设备控制，不作为快充电源使用。
每个通道 4 A 是单通道输出路径能力，不表示 4 个端口可以同时持续输出 4 A；整机 5V 输出预算受 Type-C 供电连接器限制，为 5 A max。
使用配套电源版随附的 5V / 2A 电源适配器时，整机 5V 输出预算为 2 A max。
过流或短路后，对应通道的自恢复保险丝会进入高阻保护状态。请先移除故障负载，等待保险丝冷却恢复后再重新开启或连接该通道。
辅助供电接口不带过流保护，过流、短路和温升测试应使用合适的负载、线缆和测试夹具。
产品支持¶
SmartUSBHub Pro 4CH USB2.0 通过 USB-CDC 指令接口、配套 SDK 和配套软件（Windows、macOS、Ubuntu）进行控制。
SDK 地址：mixedsignal-labs/smartusbhub
推荐文档：
Python 库说明：
smartusbhub_ng/README_cn.mdPython 示例说明：
smartusbhub_ng/examples/README_cn.md产品使用指南：
smartusbhub_ng/document/products/usb2_4p/user_guide_cn.md
文档修订记录¶
版本 |
日期 |
说明 |
|---|
表 11：文档修订记录