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ISP1501 发布时间 时间:2025/12/27 20:25:50 查看 阅读:21

ISP1501是一款由NXP Semiconductors(原Philips Semiconductors)推出的高速USB 2.0收发器芯片,专为实现全速和高速USB通信而设计。该器件主要用于微控制器或数字信号处理器与USB物理层之间的接口,充当串行接口引擎(SIE)和USB物理连接之间的桥梁。ISP1501支持USB 2.0规范,最高可实现480 Mbps的传输速率,同时向下兼容全速模式(12 Mbps)和低速模式(1.5 Mbps)。该芯片广泛应用于需要高速数据传输的嵌入式系统、外设设备以及工业控制等领域。其主要功能是处理USB物理层的信号编码、解码、差分驱动和接收,减轻主控处理器在USB协议底层处理上的负担。ISP1501采用先进的CMOS工艺制造,具有低功耗、高可靠性和良好的抗干扰能力。它支持3.3V电源供电,并内置上电复位电路和时钟恢复单元,简化了系统设计。此外,ISP1501还具备良好的热稳定性和ESD保护能力,适合在复杂电磁环境下稳定运行。由于其高性能和灵活性,ISP1501常被用于开发USB主机、设备或OTG(On-The-Go)应用中的物理层接口解决方案。尽管随着集成度更高的SoC出现,独立USB收发器的使用有所减少,但ISP1501仍在一些特定工业和 legacy 设备中保持应用价值。

参数

型号:ISP1501
  制造商:NXP Semiconductors
  接口类型:USB 2.0 PHY
  支持速度:高速(480 Mbps)、全速(12 Mbps)、低速(1.5 Mbps)
  工作电压:3.3V ±10%
  封装形式:28-pin SSOP
  工作温度范围:-40°C 至 +85°C
  引脚数量:28
  通信接口:UTMI+(USB Transceiver Macrocell Interface Plus)兼容
  集成时钟恢复:支持
  内部上电复位:支持
  ESD保护:±2kV HBM
  电流消耗:典型值 25mA(高速模式)
  差分输出驱动:支持 USB D+ 和 D- 线路驱动
  接收灵敏度:符合 USB 2.0 物理层规范要求
  数据编码方式:NRZI 编码/解码支持
  信号极性检测:支持自动极性检测与纠正
  端点支持:作为PHY层不直接管理端点,依赖外部SIE控制

特性

ISP1501的核心特性之一是其对USB 2.0高速模式的完整支持,能够实现高达480 Mbps的数据传输速率,满足大多数高速外设的需求,如高速数据采集设备、视频传输模块和大容量存储设备等。该芯片通过UTMI+接口与外部的串行接口引擎(SIE)或微控制器相连,提供标准的并行数据通道,便于系统集成。UTMI+接口定义了8位或16位数据总线选项,允许设计者根据主控芯片的能力选择合适的工作模式,从而在性能与引脚资源之间取得平衡。ISP1501内部集成了完整的发送和接收路径,包括差分驱动器、接收器、时钟恢复电路和数据编码/解码逻辑,确保信号在长距离传输中的完整性与稳定性。
  另一个关键特性是其内置的时钟恢复单元,能够在没有外部晶振的情况下从接收到的数据流中提取时钟信号,这对于降低系统成本和简化PCB布局非常有利。此外,ISP1501具备自动极性检测功能,可以识别D+和D-线路是否反接,并自动进行纠正,避免因物理连接错误导致通信失败,提高了系统的鲁棒性和用户友好性。该芯片还支持低功耗待机模式,在设备未激活或挂起状态下显著降低电流消耗,有助于延长便携式设备的电池寿命。
  ISP1501采用3.3V单电源供电,无需额外的5V或1.8V电源轨,简化了电源设计。其28引脚SSOP封装体积适中,易于焊接和维修,适合中小批量生产。芯片内部集成了上电复位电路,确保每次上电时都能进入确定状态,避免启动异常。同时,它提供了良好的ESD保护(±2kV HBM),增强了在工业环境下的可靠性。ISP1501完全符合USB 2.0物理层电气规范,经过严格测试,保证与其他USB设备的互操作性。这些综合特性使其成为早期USB 2.0设备中广泛采用的PHY解决方案之一,尤其适用于那些主控芯片不具备原生USB高速PHY功能的设计场景。

应用

ISP1501主要应用于需要实现USB 2.0高速通信功能的嵌入式系统和外围设备中。典型应用场景包括工业自动化设备中的USB通信模块,用于连接PLC、HMI或数据记录仪等设备,实现高速数据上传与配置下载。在测试与测量仪器领域,ISP1501被用于示波器、逻辑分析仪和频谱仪等设备,以支持大容量波形数据的快速传输。此外,它也常见于医疗设备中,如便携式超声仪或病人监护系统,用于将采集到的生理信号实时传输至计算机进行分析和存储。
  在消费电子方面,ISP1501可用于打印机、扫描仪、摄像头和外置硬盘盒等外设产品中,作为USB主机或设备端的物理层接口。对于需要定制化USB功能的科研项目或原型开发平台,ISP1501因其接口标准化和文档齐全而成为理想选择。教育机构和电子爱好者也常使用该芯片搭建USB学习板,深入理解USB协议底层工作机制。
  在通信领域,ISP1501可集成于USB转串口适配器、USB JTAG调试器或USB CAN网关等转换设备中,实现不同通信协议之间的桥接。由于其支持UTMI+标准,ISP1501还可与多种带有USB SIE功能的FPGA或ASIC配合使用,构建专用的高速数据采集系统或图像传输平台。在一些老旧设备的升级项目中,ISP1501也被用来为原本仅支持低速USB的系统添加高速通信能力。虽然目前许多现代MCU已集成USB 2.0 PHY,但在某些需要独立PHY控制或高可靠性的工业场合,ISP1501仍具有不可替代的应用价值。

替代型号

ISP1502A
  MAX3301E
  USB3300
  USB3317
  GL850S

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