XR21B1411IL16TR-F 产品概述
一、产品概述
XR21B1411IL16TR-F 是 MAXLINEAR(迈凌)推出的一款高集成度 USB 转 UART 桥接芯片,面向工业级与嵌入式通信应用。器件支持 USB 2.0 全速(12 Mbps)传输,工作电压范围为 4.4V 至 5.25V,工作温度范围为 -40°C 至 +85°C。芯片集成了大容量 UART FIFO(TX/RX 分别为 128 / 384 字节),能够显著减少 MCU 与主机之间的数据丢包和中断开销,适合需要高吞吐和稳定性的串口通信场景。
二、主要技术参数
- 品牌:MAXLINEAR(迈凌)
- 型号:XR21B1411IL16TR-F
- USB 协议:USB 2.0(全速,12 Mbps)
- UART FIFO:TX 128 字节 / RX 384 字节
- 工作电压:4.4 V ~ 5.25 V
- 工作温度:-40°C ~ +85°C(工业级)
- 封装:QFN-16-EP(3 mm x 3 mm)
- 功能:USB ↔ UART 双向数据收发、外围硬件流控支持、低功耗模式
三、关键特性与优势
- 大容量 FIFO:TX/RX FIFO 的不对称设计(128/384 字节)可降低 MCU 轮询/中断负担,提高数据稳定性,尤其在突发数据或高带宽短时传输时优势明显。
- USB 2.0 全速支持:12 Mbps 带宽能满足大多数串口仿真与外设通信需求,同时兼容主流 USB 主机。
- 工业级温度范围:-40°C 至 +85°C,适用于工业控制、现场设备与恶劣环境下长期可靠工作。
- 小尺寸封装:QFN-16-EP 3x3mm 提供高密度 PCB 布局能力,便于在空间受限的模块或终端中集成。
- 功耗与兼容性:支持低功耗模式,通常可与主流操作系统的通用串口驱动(虚拟 COM)配合使用,便于开发与部署。
四、典型应用场景
- 工业控制与自动化终端:PLC、工业网关、数据采集模块等需要稳定串口通信的设备。
- 嵌入式设备调试与固件下载:为 MCU、FPGA 提供可靠的调试串口桥接。
- 医疗设备与测试测量:对数据完整性与抗干扰有较高要求的便携与台式设备。
- POS、刷卡与智能终端:需将传统串口外设接入 USB 主机的终端设备。
五、设计与布局建议
- USB 差分线对(D+/D-)应做受控阻抗布线,并尽量短且等长,避免过多弯折与交叉噪声源。
- 在 USB 线上增加合适的串联阻容网络及 ESD 防护(TVS)以提高抗静电与浪涌能力。
- 电源端建议在芯片 VCC 附近放置 0.1 µF 陶瓷旁路电容,并加入 1 µF~10 µF 的去耦,提高电源稳定性。
- QFN 暴露金属垫(EP)必须焊接至 PCB 接地平面并通过热过孔铺铜以利散热与电气性能。
- 若使用硬件流控(RTS/CTS),需处理好电平匹配与线长,必要时增加缓冲或电平转换电路。
六、封装与可靠性
XR21B1411IL16TR-F 采用紧凑 QFN-16-EP(3×3 mm)封装,适合高密度板级设计。封装的暴露底垫便于热流散与接地。器件按工业级温度范围设计,符合长期现场运行的稳定性要求。建议遵循制造商的回流焊温度曲线与湿敏等级(MSL)处理规范,确保焊接可靠性与储存品质。
七、驱动与软件支持
该系列芯片通常提供虚拟 COM 端口驱动以及参考固件支持,可方便地在 Windows、Linux、macOS 等主流操作系统下实现串口透明传输。实际产品选型时,请参考厂商的最新数据手册与驱动包,确认具体的 API、配置寄存器与中断行为,以便进行固件适配与性能调优。
总结:XR21B1411IL16TR-F 是一款面向工业与嵌入式场景的高可靠性 USB-to-UART 方案,凭借大容量 FIFO、USB 2.0 全速接口与工业级工作温度,适用于对数据完整性与系统稳定性有较高要求的产品设计。对于最终定稿与生产验证,请参考 MAXLINEAR 官方数据手册与应用笔记以获取详细电气特性和引脚图。