SmartUSBHub Pro 7CH USB2.0 数据手册

适用产品： SmartUSBHub Pro 7CH USB2.0 / SmartUSBHub Pro 7CH USB2.0 ADV
文档版本： v0.4 draft
更新日期： 2026-06-05

特性

  • 7 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。

  • 每个下行端口支持 BC 1.2 CDP，单端口典型充电电流为 1.5 A。

  • 单端口默认保护上限为 2.7 A typ；5V 总输出电流为 16 A max，所有下行端口共享。

  • 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。

  • ADV 版本支持每通道电压/电流检测、过流状态监控。

  • 每个通道支持过流事件上报和恒流保护输出，便于测试系统识别异常负载并保持受控保护状态。

  • 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 7CH USB2.0 是一款 7 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 7CH USB2.0 的软件控制通过独立 USB-C 指令口建立。USB 数据传输通过 USB-C 上行数据口连接主机。若需要同时进行 USB 数据传输和软件控制，请同时连接上行数据口和指令口到主机。

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，并在 ADV 版本中测量每个下行端口的电压/电流和过流状态。

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（ADV 版本）

  • 过流状态监控和测试系统保护（ADV 版本）

描述

SmartUSBHub Pro 7CH 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。

标准版支持 7 个通道的电源控制和 USB2 数据线控制。ADV 版本在标准版基础上增加电压/电流检测、过流状态监控和连续测量数据输出能力，用于功耗记录、异常电流识别和长时间自动化测试监控。

当下行通道发生过流或短路时，对应通道进入恒流保护状态，输出电流被限制在硬件保护阈值附近；ADV 版本可通过软件读取过流事件和状态，便于测试系统记录异常并执行后续处理。移除故障负载后，通道可恢复正常输出。

产品版本

版本

订购代码

电源控制

USB2 数据线控制

电压/电流检测

过流状态监控

说明

标准版

SH_USB2_7P_STD

支持

支持

不支持

不支持

适用于 USB 通道控制、枚举控制和自动化插拔

ADV 版本

SH_USB2_7P_ADV

支持

支持

支持

支持

在标准版基础上增加测量与监控能力

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

24.5

V

输入过压保护钳位范围

DC 输入电流

0

10

A

受输入保护器件限制

5V 总输出电流

0

16

A

所有下行端口共享

下行端口电流

0

2.7

A

单端口默认保护上限

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 DC 输入

9

20

-

V

DC 输入电流

与负载、输入电压和效率相关

-

5

10

A

5V 输出电压

下行端口 VBUS 电源轨

-

5.28

-

V

5V 总输出电流

所有下行端口共享

-

-

16

A

单端口 CDP 电流

BC 1.2 CDP 典型能力

-

1.5

-

A

单端口保护上限

默认硬件保护阈值

-

2.7

-

A

USB 链路速率

USB2.0 High-Speed

-

480

-

Mbps

相对湿度范围

非冷凝

5

-

95

%RH

表 4：推荐工作额定值

单端口默认保护上限不代表所有端口可同时达到 2.7 A。所有下行端口共享 16 A 的 5V 总输出预算。

典型性能特性

除非另有说明，规格在 25°C 条件下有效。测量相关参数仅适用于 ADV 版本。

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

-

5.28

-

V

5V 满载输出纹波

满载条件

-

10

-

mV

5V 总输出电流

所有下行端口共享

-

-

16

A

USB 下行电流

每个通道默认保护上限

0

-

2.7

A

每个通道 CDP 电流

BC 1.2 CDP

-

1.5

-

A

USB 链路速率

USB2.0 High-Speed

-

480

-

Mbps

过流保护响应时间

每个通道保护

4

-

7

ms

过流保护行为

每个通道

-

恒流输出

-

-

电流测量范围1

每个通道

0

-

2.7

A

电流测量分辨率1

每个通道

-

1

-

mA/LSB

电流测量误差1

每个通道

-

±(1 mA + 0.1% reading)

-

-

电压测量范围1

每个通道 VBUS

0

-

5.5

V

电压测量显示分辨率1

每个通道 VBUS

-

1

-

mV

电压测量误差1

每个通道 VBUS

-

±(5 mV + 0.1% reading)

-

-

有效采样率

7 通道轮询

-

100

-

Hz

表 5：典型性能特性

1 仅适用于 ADV 版本。

能力和接口

SmartUSBHub Pro 7CH 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

标准版

ADV 版本

说明

通道电源控制

支持

支持

独立控制每个下行端口 VBUS

USB2 数据线控制

支持

支持

独立控制每个下行端口 D+/D-

普通模式

支持

支持

多通道可同时打开

互锁模式

支持

支持

同一时间仅允许一个通道打开

上电默认状态

支持

支持

配置上电后的通道默认状态

断电状态恢复

支持

支持

恢复断电前通道状态

设备地址配置

支持

支持

用于多设备管理

固件 OTA 升级

支持

支持

用于现场维护和功能更新

SDK 支持

支持

支持

提供 Python SDK 和示例程序

配套软件

支持

支持

支持 Windows、macOS、Ubuntu

电压/电流检测

不支持

支持

每通道测量

过流状态监控

不支持

支持

支持过流事件上报和状态读取

连续测量数据输出

不支持

支持

用于实时电压/电流数据读取

表 6：能力和接口

设备驱动

SmartUSBHub Pro 7CH 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

指示设备供电或工作状态

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

USB-C DATA / Upstream

连接主机的 USB2.0 上行数据口

USB-C CMD / Control

USB-CDC 指令控制口

CH1 - CH7

USB 下行通道

DC IN

外部 DC 电源输入

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 7CH USB2.0 通过 DC 输入接口供电。

连接

说明

DC 输入

主外部电源输入，典型 20 V

输入电压范围

9 V min，20 V typ

输入电流

5 A typ，10 A max

5V 输出预算

16 A max，所有下行端口共享

表 10：输入电源连接

可选订购配件

  • 100W 桌面式 AC/DC 电源适配器，输入 100-240 VAC，输出 20 VDC / 5 A。

电源使用注意事项

  • 请使用满足负载需求的电源适配器和线缆。

  • 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。

  • 2.7 A 单端口保护上限是保护阈值，不表示 7 个端口都可以同时持续输出 2.7 A。

  • 发生过流或短路时，对应通道进入恒流保护状态；ADV 版本可上报过流事件。请移除故障负载后再恢复正常测试。

  • 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 7CH 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.md

  • Python 示例说明：smartusbhub_ng/examples/README_cn.md

  • 产品使用指南：smartusbhub_ng/document/products/usb2_7p/user_guide_cn.md

文档修订记录

版本

日期

说明

表 11：文档修订记录