十年前，USB接口很簡(jiǎn)單：
5V供電，D+ / D- 兩根線，地，沒(méi)了，頂多是物理形態(tài)的不一樣。
現(xiàn)在呢？
一個(gè)Type-C口可能同時(shí)承擔(dān)：
USB3.2 10Gbps 差分信號(hào)
DP Alt Mode 視頻
PD 20V/28V 高壓
正反插自動(dòng)識(shí)別
多路信號(hào)復(fù)用
ESD、過(guò)流、浪涌保護(hù)
這已經(jīng)不是一個(gè)簡(jiǎn)單的接口問(wèn)題了，而是一個(gè)高速信號(hào)的路由系統(tǒng)。信號(hào)的通斷、切換和路由是方案開(kāi)發(fā)中經(jīng)常出現(xiàn)的需求，而這里面，有一個(gè)核心元器件非常重要，就是高速模擬開(kāi)關(guān)。
提起沁恒，大部分人記憶中都是，跟USB相關(guān)的芯片，先找沁恒。沒(méi)錯(cuò)，沁恒不止出過(guò)多款爆款USB芯片，還做了一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)芯片產(chǎn)品大全（約30款），覆蓋了：
下面我們重點(diǎn)介紹幾款：
CH44x系列模擬開(kāi)關(guān)主要面向480Mbps的USB2.0和頻率在1GHz以下的應(yīng)用，包含從CH440到CH449的多個(gè)型號(hào)，覆蓋1路二選一、2路二選一、2路四選一、2路八選一、4路二選一、1路十六選一、2路四交換四、16x8陣列、24x5陣列等等。
其中，CH442Q 是一款低阻、高帶寬的 DPDT 雙向模擬開(kāi)關(guān)芯片，每路 2 選 1，總共支持 2 組信號(hào)的切換。
CH442主要用來(lái)在 USB 或視頻等高速差分信號(hào)路徑上做“二選一”或信號(hào)切換，性價(jià)比高、體積小（QFN10L14X18），1.4x1.8mm，在國(guó)產(chǎn) USB2.0 相關(guān)外設(shè)、KVM、信號(hào)切換器中很常見(jiàn)。
比如，我們有一個(gè)控制器，對(duì)外只有一個(gè)USB-C口，我們需要用它實(shí)現(xiàn)兩種功能：
功能一：USB-C口可以連接到主控MCU，進(jìn)行固件更新或者傳輸數(shù)據(jù)。
功能二：USB-C口可以切換到板載的串口轉(zhuǎn)USB（如CH340、CH343），此時(shí)工程師可以直接查看日志輸出。
此時(shí)，我們用CH442Q就可以非常方便的進(jìn)行切換，用跳線帽或者程序控制IN引腳的高低電平即可進(jìn)行切換。
CH44x系列型號(hào)很多，大家可以根據(jù)自己的應(yīng)用進(jìn)行選擇。
性能方面，雙8選1模擬開(kāi)關(guān)CH448，相比老式8選1開(kāi)關(guān)，導(dǎo)通電阻下降了10倍，速度和帶寬都得以明顯提高。
CH449 是4x4 矩陣的差分信號(hào)模擬開(kāi)關(guān)芯片。包含32 只模擬開(kāi)關(guān)，分為兩組，分布于兩個(gè)4x4信號(hào)通道矩陣的各個(gè)交叉點(diǎn)，每只模擬開(kāi)關(guān)都可以獨(dú)立的開(kāi)啟或者關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)4x4 差分信號(hào)通道的任意動(dòng)態(tài)連接。
這個(gè)就好玩兒了，通過(guò)Matrix Switch，自由度高，可以用于視頻或者USB 差分信號(hào)四進(jìn)四出之間的動(dòng)態(tài)交換和組合切換。
如果說(shuō)CH44x系列芯片是國(guó)道，那么CH48x系列就是高速。
CH48x系列芯片面向5Gbps超高速USB3.0等頻率在GHz級(jí)別的應(yīng)用，可以理解為USB3.0信號(hào)的“高速交通樞紐”，包含CH481到CH486的多個(gè)型號(hào)，讓5Gbps、10Gbps的信號(hào)在不同線路之間安全、快速地切換。
它解決的核心問(wèn)題是：
在設(shè)備里需要讓USB3.0信號(hào)在多條線路之間切換，同時(shí)保證超高速信號(hào)的完整性。
同系列芯片：
特別地，2路差分信號(hào)二選一的CH482X的典型帶寬為10GHz，可以用于USB 3.1 Gen2即Super Speed+、PCIe Gen1/2/3、 SATA/SAS 3G/6G、Display Port 等信號(hào)的切換。
芯片優(yōu)勢(shì)：
CH483M和CH483X在包含CH482D全部模塊的基礎(chǔ)上，還另包含1路差分高速信號(hào)二選一模擬開(kāi)關(guān)，合計(jì)QPDT+DPDT，可以用于USB 3.0 Super Speed & USB 2.0 High Speed、PCIe Gen1/2 & Refclk、Display Port等3路差分信號(hào)的二選一切換。下圖是一個(gè)USB3.0 Share的Demo，采用了CH483M：
一個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目，專為PiKVM 打造的開(kāi)源KVM 切換器，不僅可以切換HDMI 和USB 信號(hào)，還可以切換ATX 信號(hào)，其中用了CH483M：
CH9441更像是Type-C接口里的高速交通指揮員。
在 Type-C 接口中，由于插頭可以正反插，超高速信號(hào)線路其實(shí)有兩套。
CH9441的作用就是自動(dòng)判斷Type-C插頭正反方向，并把USB3.0的超高速信號(hào)切換到正確的線路上，既能用于Type-C供電端，也能用于受電端的應(yīng)用。同時(shí)芯片內(nèi)部集成了高壓LDO，支持3.3V、5V、12V、20V或28V等電源電壓。
CH9441帶寬高，支持6Gbps差分信號(hào)，支持SS超速USB3.2 Gen1信號(hào)，4個(gè)雙向二選一模擬開(kāi)關(guān)QPDT，組成2對(duì)差分通道。普通的A口母座加一個(gè)CH9441，就可以升級(jí)C口母座了。
相較于CH9441通過(guò)CC引腳識(shí)別Type-C正反插實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，CH9440則是通過(guò)SEL引腳高低電平控制通道切換，支持USB 3.0 Super Speed、PCIe Gen1/2、SATA/SAS、Display Port等不同信號(hào)的切換。
CH9440的 EN# 和SEL信號(hào)電壓獨(dú)立于電源電壓，可以直連MCU或FPGA的IO引腳，支持5V、3.3V、2.5V、1.8V等多種電壓的控制信號(hào)，無(wú)需額外的電平轉(zhuǎn)換電路。
需要注意CH9440內(nèi)部沒(méi)有高壓LDO。
CH9442是USB 2.0高速差分信號(hào)DPDT二選一模擬開(kāi)關(guān)芯片，包含CH9442Q、CH9442X等多個(gè)型號(hào)。其中CH9442Q與前面第一點(diǎn)講到的CH442Q引腳兼容，但對(duì)外端口可承受28V耐壓，用于手機(jī)、PAD等同時(shí)支持高壓充電和USB通訊的Type-C口，可以保護(hù)USB通訊芯片。
CH9444可以實(shí)現(xiàn)DP1.4 8Gbps、USB3.0、480Mbps等差分信號(hào)的交叉路由切換，用于平板電腦、筆記本電腦、拓展塢的Type-C轉(zhuǎn)4 Lane DP等應(yīng)用。
CH9445比CH9444多了兩對(duì)差分信號(hào)引腳，增加了USB3.1通道，支持USB 10Gbps差分信號(hào)，可用于Type-C轉(zhuǎn)2 Lane DP+USB3等應(yīng)用。
如果你在做USB Hub、Type-C擴(kuò)展、超高速信號(hào)切換、測(cè)試設(shè)備、手機(jī)/平板接口設(shè)計(jì)，沁恒這套模擬開(kāi)關(guān)產(chǎn)品線值得系統(tǒng)研究一遍。
