FT4232芯片(USB转4串口)的国产化替代

之前有些项目用到FT4232HL芯片,无奈不好买(加之价格高等原因),需要找些Pin脚替代的型号。此前,部分项目已经使用了沁恒微电子发布的一些自有封装型号,像CH344Q、CH9344L等。但个别项目(主板复杂、重新制板代价高)较难替换,今年恰好了解到沁恒微发布的几款PinToPin替换FT4232H系列的型号,解决了我的燃眉之急。

原先使用国产CH340芯片比较多,顺带去官网找下有没有其他芯片型号。导航比较方便,从官网的产品中心,选择"USB"分类,就可以看到USB转串口的选型表了。

官网留意到这么一句话:USB转串口芯片CH910X/CH911X系列:CH9101U、CH9101H、CH9101R、CH9101Y、CH9102F、CH9102X、CH9103M、CH9104L、CH9114L、CH9114W等型号是为了满足用户的国产化替代需求而推出的引脚兼容型号。但是没有列出具体可以兼容的型号,想必是因为官方渠道不太方便。之前使用过CH9102芯片替代CP2102/CP2102N,因此顺带研究了下CH9101、CH9103、CH9104、CH9114芯片。经过鄙人自己的摸索以及和官方技术支持求证,整理了下PinToPin替代关系。

CH9102X替代CP2101、CP2102、CP2102N-GQFN28、CP2109,封装QFN28

CH9102F替代CP2102N-GQFN24、CP2109,封装QFN24

CH9101U替代FT232RL/PL2303GC/PL2303HXD,封装SSOP28

CH9101H替代FT232RQ,封装QFN32

CH9101R替代FT230XS,封装QSOP16

CH9101Y替代FT230XQ,封装QFN16

CH9101N替代PL2303GL,封装SOP8

CH9103M替代XR21B1422,封装QFN40

CH9104L替代XR21V1414,封装TQFP48

CH9111L替代FT232HL,封装LQFP48

CH9114L替代FT4232HL,封装LQFP64M

CH9114W替代FT4232H-56Q,封装QFN56

需要的工程师可以自己查看官网手册,或直接问FAE要下兼容替代表。本篇只针对FT4232型号替换做了研究,就不展开其他型号的研究了。先对比下技术手册的截图:

对比了下电源、USB和串口引脚,脚位都是一一对应的。除此之外,USB内置终端电阻也是一样的做法,其他的CH9114的电源引脚更少,外围更精简些。申请样品的时候和官网申请了小demo,可以直接验证测试。

原理图: ​​​​​

demo板把所有信号都引出来了,对于大部分的应用实际用不到的,画图就把这些NC就可以了。测试demo板,注:一定要连接VIO电源脚。接入电脑,打开设备管理器:

显示这个名称要注意下了,芯片默认使用的计算机上自带的CDC串口驱动,这个驱动做数据传输还可以,做标准串口差了点意思。改用使用厂商驱动安装:CH343SER.EXE - 南京沁恒微电子股份有限公司 ,安装完成后截图如下:

出现上面这个标识的时候就代表厂商驱动装成功了。使用串口调试助手做个高波特率通讯看下效果:(测试了4个串口同时进行50MB的文件收发)

瞬时收发速度基本拉满~

总结下来,使用CH9114替换FT4232芯片硬件上不用做改动很顺利,如工程师有疑问,也可以发个图给官方技术支持看下有没有设计不合理的地方,后面即使遇到问题也好解决。上面讲到的,驱动软件不能兼容(个人猜测应该是和版权有关,毕竟自主设计的片子用别的厂家的配套,于情于理说不过去)。

有其他用过的伙伴也可以一起交流,分享下信息也避免走弯路。

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