Wnętrze huba USB oferującego HDMI, VGA, Ethernet, Audio (BlitzWolf BW-TH8)

Witajcie moi drodzy.
Przedstawię tutaj wnętrze BW-TH8, czyli huba-kombajna USB type C 11 w 1, oferującego szeroką gamę wyprowadzeń, w tym port VGA, HDMI, Ethernet, Audio, dwa sloty na kartę SD, 2 porty USB 3.0, 2 porty USB 2.0 i jeden port USB typu C. Przeanalizuję jego wewnętrzną obudowę i zobaczę, jak to wszystko współgra ze sobą i może działać po podłączeniu do złącza USB C naszego komputera.

Poprzedni temat z serii
Hub USB BW-TH8 już recenzowałem jakiś czas temu w tym temacie:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3746113.html
Niestety nie podjąłem się wtedy zaglądania do środka. Wzięło się to m. in. z tego powodu, że myślałem, że cała obudowa jest nieco solidniejsza i trudniejsza do otwarcia. Jakiś czas temu zacząłem jednak się nią bawić i okazało się, że wbrew pozorom nie jest tam nic sklejone a pokrywa trzyma się tylko na zaczepach!
Zatem pora zajrzeć do wnętrza i zrobić kilka wyraźnych zdjęć, które potem opiszę.





Wnętrze BW-TH8
Obudowa trzyma się tylko na plastikowych zaczepach:

W środku jest jedna płytka z elektroniką, przykręcona jest ona do fragmentu obudowy:

Po wyjęciu:

Spróbuję teraz przeanalizować każdą sekcję płytki.
Przewód jest przyklejony klejem na gorąco(?):

Przewód ma złącze oczywiście typu C. Przypomnijmy rolę jego wyprowadzeń:

(źródło grafiki: https://en.wikipedia.org/wiki/USB-C , licencja CC BY-SA 4.0)
Tuż przy złączu widać sekcję zasilania, gniazdo audio 3.5mm, rezonator kwarcowy/generator zegara 24MHz, dioda Schottky SS54:

Sekcja zasilania musi obsługiwać też ładowanie i zamianę wyższego napięcia na niższe, gdyż przez BW-TH8 można ładować niektóre urządzenia w standardzie PD.
Grafika od sprzedawcy pokazuje jak wtedy to podłączamy:

Element AWR7RA (AWR7) w obudowie QFN to być może SY8286ARAC, przetwornica step down:

6A, 23V z noty katalogowej SY8286 zgadza się z reklamowanym przez producenta "DC 20V-5A(MAX)". Czyli zgodnie ze standardem USB-PD. Poniżej tabelka standardów ładowania USB:

Standard	Napięcie	Prąd	Moc
USB 2.0	5 V	do 500 mA	do 2.5W
USB 3.0 i 3.1	5 V	do 900 mA	do 4.5W
USB BC 1.2	5 V	do 1.5 A	do 7.5W
USB Type-C® @ 3.0 A	5 V	do 3 A	do 15W
USB-PD	do 20 V	do 5 A	do 100W

Wyprowadzenia:

Duży element podpisany 2R2 zapewne wbrew pozorom nie jest rezystorem, lecz dławikiem 2.2µH, którego wymaga ta przetwornica:

Złącze VGA, HDMI:

Układ U30 (AS15D) tutaj to kolejna przetwornica step down. Można też poznać po obecności dławika obok (L30 na warstwie opisowej) i kondensatora oraz diody prostowniczej.

AS15D to jej oznaczenie SMD, pełna nazwa to MT3410.


Schemat jej aplikacji:

Nieco dalej mamy serce huba, układ GL3510 (a obok niego jego źródło zegara 25MHz), rozdzielacz USB pracujący w standardzie USB 3.1:

Widać wyraźnie jak idą do niego sygnały (ścieżki) od złącza USB C.
GL3510 produkowany jest przez Genesys Logic. Występuje w obudowie QFN64.

Producent wydał już jego ulepszoną wersję - GL3520. Jego schemat wewnętrzny:


Widzimy 4 porty, rezonator 25MHz (który już wspomniałem), pamięć SPI Flash... (potem ją na PCB zlokalizujemy).
Spójrzmy dalej.

GL3510 jest podłączony bezpośrednio do portów USB (niebieski kolor plastiku oznacza USB 3.0), a dalej jest kilka kolejnych układów.
Fresco Logic FL7102, dwie sztuki GL823K, FE8.1, generator zegara 12MHz, złącze na kartę microSD.
Zacznijmy od FL7102 produkcji FrescoLogic:

Jest to tzw. kontroler PD (Power Delivery - nie mylić z DP, Display Port), występuje w wersjach wspierających jeden lub dwa porty i obudowie QFN.
Poniżej przedstawiam schemat użycia jego przy przejściówce USB display port na HDMI (lecz w przypadku tego huba jest nieco inaczej, korzysta on z IT6564 który ma wyjścia VGA i HDMI, ale o tym później). Należy jedynie pamiętać, że taki kabel USB/hub nie zastępuje karty graficznej, on wymaga jej do działania, na schemacie widać, że sygnały DP 2-Lane idą ze złącza USB typu C.

GL823K występujący obok dwukrotnie to czytnik karty SD (EHCI) na USB 2.0. Są tam dwa takie układy, bo jest osobno slot na micro SD i na zwykłą SD. Produkowany jest też przez Genesys Logic.

Pinout:

Schemat wewnętrzny:

Teraz pojawia się pytanie - skoro GL823K jest na USB, to jak jest podłączony? Bezpośrednio do serca huba? Jednak nie, odpowiedzią jest FE8.1 produkcji Terminus. Jest to rozdzielacz USB 2.0:

Schemat wewnętrzny:

Czyli w tym BW-TH8 mamy osobno główny rozdzielacz USB 3.1 a potem dodatkowe podrozdzielacze USB (już 2.0).

Pora na drugą stronę płytki.


Nie każdy element ma widoczne oznaczenia. Można się domyśleć jednak, który odpowiada za audio. Znów powtarza się FE8.1 (nic dziwnego, wszystko na USB tu jest):

Rzuca się w oczy IT6564 produkcji ITE. Układ ten to... konwerter Display Port 1.2 na HDMI/VGA (widać od niego ścieżki idące do tych portów).

Producent podaje jakie rozdzielczości on obsługuje:

Quote:

The build-in DisplayPort receiver is fully compatible with DisplayPort 1.2a and HDCP 1.3/2.2 specifications. With 4-lane HBR2 (High-Bit-Rate 2) configuration, the DP receiver can support VESA resolution up to WUXGA ( 1920x1200 @120Hz ) or WQXGA ( 2560X1600 RB @120Hz ) or support CEA resolution up to 1080P@120Hz or 4Kx2K@60Hz. This DisplayPort receiver also supports MCCS over AUX channel.

Ale z tymi rozdzielczościami trzeba ostrożnie, bo nikt nie powiedział, że to IT6564 jest tu wąskim gardłem.
Układ ten zastosowano tu dlatego, że z USB typu C idzie sygnał Display Port, a ten IT6564 zamienia go na VGA i HDMI. To wyjaśnia też czemu hub widziany jest przez komputer jako jeden zewnętrzny monitor (na HDMI i VGA daje ten sam sygnał video).
Mały układ o kodzie SMD 662L to być może xc6206p332mr, układ LDO 3.3V:

Ciąg dalszy płytki:

Polecam zwrócić uwagę na skupione w jednym miejscu kondensatory odsprzęgające, są one bezpośrednio pod GL3510. Z kolei od strony GL3510 nie ma żadnych kondensatorów, czyli projektant płytki sobie tak ułatwił pracę.
Na środku widać układ Realteka, RTL8153:

Jest to sterownik karty sieciowej na USB 3.0, Gigabit LAN. Swoją drogą nie wiem czemu niektóre elementy tu są tak jakby przygrzane, a może wilgoć? Lecz hub nie opuszczał pokoju.
Użyty port RJ45 nie ma zintegrowanego transformatorka separacyjnego, nie jest to tzw. "magjack", magnetics są osobno - to te 4 szare elementy:

Na zdjęciu widać, że idą do nich sygnały MDIP0, MDIN0, itp. (zwróćcie uwagę gdzie jest pin 0 RTL8153 oznaczony kropką):

Oprócz tego widać pamięć Flash SPI BoyaMicro 25D80ASTIG w obudowie SOP8:



Został jeszcze drobny element KL3 w obudowie SOT-23:

Brakuje jeszcze określenia jaki układ odpowiada za wyjście audio ale niestety jego oznaczenie nie jest czytelne (zabrudzone jest klejem).

Podsumowanie
Sercem huba jest rozgałęźnik USB 3.0 GL3510 oferujący 4 porty. Te porty potem są ponownie rozdzielane za pomocą słabszych rozgałęźników USB (już 2.0) FE8.1. FE8.1 też ma 4 porty, więc ostatecznie mamy 2 + 4 + 4 = 10 linii USB, z których część jest wykorzystana dalej np. poprzez dwa kontrolery kart SD GL823K (jeden na normalny rozmiar SD, drugi na micro), układ Realteka, itp...
Obraz video nie generowany jest przez samego huba, lecz przez kartę graficzną. Przesyłany jest przez USB C w formacie display port, na VGA/HDMI konwertuje go IT6564. IT6564 ma dwa wyjścia video na które daje ten sam obraz (więc ten hub nie wyświetli dwóch różnych obrazów na dwa monitory). I dzięki IT6564 mamy te 11 wyjść z BW-TH8, choć moim zdaniem te policzenie osobno HDMI i VGA (jak można wyświetlać na raz jeden obraz i tak) jest troszkę na siłę.
Hub zawiera w sobie również potężną przetwornicę step down SY8286 (do 6A, do 23V) i może pośredniczyć w wydajnym ładowaniu kilku urządzeń jednocześnie.
Do załączników daję noty katalogowe elementów ze środka oraz powiązane materiały.