作者:安森美半导体高级营销经理Satoshi Terada和产品营销经理Hideo Kondo
标准是好的,但有时您需要更多。例如USB Type-C就是这样一个例子;USB Type-C旨在创建一个用于高速数据传输和电力传输的标准接口,仅需一根电缆,取代需要多根电缆的需求。这很有意义,部分原因在于电子设备制造商不愿为他们付运的每一台设备提供电缆,还因为消费者正在处理大量被闲置在抽屉、橱柜和台式机上的 “备用”电缆。
但是,对一个规范进行标准化并不意味着所有设备的创建都是相同的。支持USB 3.x 供电的协议还使供应商能使用所谓的供应商定义消息模式(VDM)通过配置通道(Configuration Channel,CC)与设备通信。使用VDM,供应商可以交换不止USB 3.0供电规范所定义的信息。它可以用于各种事情,但也意味着制造商可以直接与他们自己的设备通信。这种设备作为任何其他设备上的标准出现,但给客户带来了附加价值使,如使用专门为其手机设计的壁式适配器的客户。
接入VDM用于USB控制器中,并将进一步增加USB Type-C连接的吸引力,实现诸如更快的充电或将设备进入备用或辅助模式等功能,以能够重复使用某些连接来接受非USB协议。
这些特性将为USB创建新的应用,特别是在供电方面。继续驱动超低功耗处理意味着可以用更少的功率完成更多的工作,并且由于USB连接的总功率现可达100 W (图1),这开启了各种各样的可能性。但要实现这一潜力,需要一个能够实现预算的USB控制器。

Precedence:优先排序
Highest:最高
Lowest:最低
Mode of Operation:工作模式
Current:电流
Default USB Power:默认USB电源
Nominal Voltage:额定电压
Configurable:可配置
Maximum Current:最大电流
Up to 1.5 A:达1.5 A
Sink/source can be swapped, power direction no longer fixed:汇/源可以互换,电源方向不再固定。
图1:USB Type-C电源配置选项
快速充电
供电规范与现有的电池充电规范一起工作,但在使用VDM时带来了额外的好处。最值得一提的是,它支持高通的快速充电功能,基于选择Snapdragon处理器,从而提供更高的功率,为智能手机提供更快的充电周期。其他制造商也可获批使用这项技术。目前正使用的几种充电协议,如摩托罗拉的TurboPower充电技术、联发科的Pump Express和三星的自适应快速充电技术。
当不使用兼容的电源适配器时,智能手机将默认为较低的功率设置,但当它与制造商自己的/批准的充电器一起使用时,用户将得以更快的充电。虽然不同制造商的规格不同,但USB 3.1 PD规范在5V到12V之间能提供高达27W的功率。
为了帮助消费者选择合适的方案,USB开发者论坛(USB IF)已将USB充电器规范和Logo程序扩展到包括USB快速充电器。本程序认证的充电器支持USB PD 3.0规范的可编程电源(PPS)特性。
PD的部分吸引力在于它支持通过USB供电的设备与电源进行协商,只提供所需的电量。这包括比默认设置需要更少功率的设备,将意味着电源可以为更多的设备提供电力,在设备之间共享电源,和为设备提供的不止是电力。例如,显示器可以为笔记本电脑及外部硬盘提供电源和通信通道,从而支持笔记本通过显示器访问硬盘驱动。
移动电源
USB接口提供的电池充电功能无处不在,多年来一直为移动电源制造商所用。虽然移动电源提供了一种方便的方式,在远离插座的情况下获取额外的电能,但从电池充电向电力传输的转变将需要新一代的移动电源。支持PD提供的可变功率引入了一定程度的复杂性,与通常使用简单的通用电源管理IC或调节器的现有的移动电源设计不兼容。
为了支持PD的所有功能,包括使用VDM的快速充电,移动电源制造商将需要转向设计一个智能控制器来提供通过USB PD提供的功能。例如安森美半导体的LC709501F。这高度集成的基于Flash的可配置设备汇集了所需的所有功能,通过多个USB接口管理锂离子电池提供的电源。图2所示为一个典型的应用示例。

Power Bank:移动电源
Charger:充电器
USB detection:USB检测
USB-PD Policy Engine:USB-PD策略协议
VDM Support:支持VDM
Port Controller:端口控制器
Battery:电池
图2:使用LC709501F的典型移动电源应用
通过安森美半导体开发的固件,配置也可扩展到使用VDM模式,因此制造商可增加额外的价值,如实施快速充电技术。
它直接驱动外部MOSFET以提供可扩展的电源,而它的开关控制器产生所需的电压,从5V到12V。通过选择合适的外部MOSFET,可支持所有的PD特性,包括快速充电3.0高压专用充电端口(HVDCP)A类。Buck/Boost拓扑使移动电源具有USB Type-C 双角色端口(DRP)和USB BC1.2,并且还包括电池状态特性,能使用四个LED来表示电池电量。利用USB 3.x的特性,智能手机应用程序可提供更多关于移动电源的信息,如充电状态、充电周期和充放电时间等。
安森美半导体提供评估板以帮助制造商设计导入LC709501F和选择最合适的固件。例如,FW02支持一个Micro-B输入,在两个通道上支持Type-A输出,快速充电3.0 HVDCP,Boost自动启动和外部Boost IC用于进一步的功率输出,而FW05支持带有DRP和Type-A输出的Type-C,就像我们用作Boost自动启动和外部升压的IC一样。更多的固件版本正在开发中,以支持其他配置。图3是FW05提供的功能图示。

图3:LC709501F FW05提供的特性图示
通过直接支持四个LED显示电池电量,制造商无需增加一个额外的微控制器,节省了物料单(BoM)成本和降低设计复杂性。评估板(器件型号LC709501EVA05GEV)实施FW05并支持四种模式,如图4所示。

Function:功能
2-port (QC3.0 & 5V) Output:双端口port (QC3.0 & 5V)输出
Type-C DRP:Type-C双角色端口(DRP)
Output:输出
Input:输入
Smartphone:智能手机
Adapter:适配器
图4:FW05的4种模式
一种新的控制器
USB Type-C和PD的引入将为消费者和制造商带来巨大的好处,但因为开发人员需要学习如何接入新特性,以及对工程团队提出的要求,将需要一段时间来调整。
开发一个移动电源,完全支持PD,包括多个输出和快速充电,将需要一种新的控制器,以USB 3.x为核心而开发。LC709501F是一系列设备的一部分,以使USB PD更简单、更易于开发人员接入,而且它提供难以超越的集成度。它的静态电流超低,仅15 µA,加上不需要额外的微控制器的特性,说明它可提供所有这些功能,同时消耗最少的电池电量。
通过供应商定义消息模式配置控制器的能力是相对于功能较少的控制器的另一个优势,使制造商能够差异化他们的产品,同时仍然完全符合USB IF规范。
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和特点 隔离型 USB 收发器:7500VRMS (持续 1 分钟)正待 UL-CSA 标准认可增强型绝缘可兼容 USB 2.0 全速和低速规格总线速度的自动配置4.4V 至 36V VBUS 和 VBUS2 工作范围3.3V LDO 输出电源信号基准 VLO 和 VLO2可承受高共模瞬变:50kV/μs±20kV HBM ESD:在 USB 接口引脚上1414VPEAK 最大连续工作电压17.4mm 爬电距离22mm x 6.25mm 表面贴装型 BGA 封装 产品详情 LTM®2894 是一款完整的电流隔离型 μModule®微型模块) 收发器,可兼容 USB 2.0 规格。 LTM2894 非常适合在主机、集线器、总线分离器或外设应用中提供隔离。其可兼容 USB 2.0 全速 (12Mbps) 和低速 (1.5Mbps) 操作规范。自动速度选择功能电路负责配置上游端口上的集成型上拉电阻器以与下游器件上的检测速度相匹配。 隔离器μModule 技术采用耦合电感器以在上游和下游 USB 接口之间提供 7500VRMS 的隔离和 17.4mm 爬电。该器件非常适合那些需要隔离式接地回路或很大共模电压变化的系统。在共模瞬变 > 50kV/μs 的情况下,可以保证不间断的通信。 增强的 ESD 防护能力使得该器件能够在至局部电源的 USB 收发器接口引...
发表于 02-22 13:30 •
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和特点 10μA 待机模式静态电流 (所有输出处于接通状态) 可在输入电源之间实现无缝切换:锂离子 / 锂聚合物电池和 USB 240mΩ 内部理想二极管具可调输出电压的双通道高效率降压型开关稳压器 (200mA IOUT) 具系统复位功能的按钮接通 / 关断控制复位时间 : 5 秒 (LTC3554 / LTC3554-1), 14 秒 (LTC3554-2 / LTC3554-3) 全功能锂离子 / 锂聚合物电池充电器可编程充电电流和热限制可在使用电池电量耗尽的情况下实现即时接通型操作电池浮置电压: 4.2V (LTC3554 / LTC3554-2 / LTC3554-3), 4.1V (LTC3554-1)3mm x 3mm x 0.75mm 20 引脚 QFN 封装 产品详情 LTC®3554 系列是微功率、高集成度电源管理和电池充电器 IC,适合单节锂离子 / 锂聚合物电池应用。它包括一个具自动负载优先级处理功能的电源通路 (PowerPath™) 管理器、一个电池充电器、一个理想二极管和众多的内部保护功能。LTC3554 专为 USB 应用而设计,其电源管理器自动地把输入电流的最大值限制为 100mA 或 500mA。电池充电电流可自动减小,这样负载电流和充电电流之和就不会超过选定的输入电流限值。LTC3554 还包括两个同步降压型开关稳压器和一个按钮控制...
发表于 02-22 12:22 •
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和特点 12μA 待机模式静态电流 (所有输出均处于接通状态) 可在输入电源之间实现无缝切换:锂离子 / 锂聚合物电池和 USB 240mΩ 内部理想二极管提供了低损耗电源通路 (PowerPath™) 高效率 200mA 降压型稳压器 150mA 低压差 (LDO) 线性稳压器 具有系统复位功能的按钮接通 / 关断控制 全功能锂离子 / 锂聚合物电池充电器 可编程充电电流和热限制功能 可在使用电量耗尽电池的情况下实现 “即时接通” 操作 3mm x 3mm x 0.75mm 20 引脚 QFN 封装 产品详情 LTC®3553 是一款微功率、高集成度电源管理和电池充电器 IC,适合单节锂离子 / 锂聚合物电池应用。它包括一个具自动负载优先级处理功能的 PowerPath 管理器、一个电池充电器、一个理想二极管和众多的内部保护功能。LTC3553 专为 USB 应用而设计,其电源管理器自动地把输入电流的最大值限制为 100mA 或 500mA。电池充电电流可自动减小,这样负载电流和充电电流之和就不会超过选定的输入电流限值。LTC3553 还包括一个同步降压型稳压器、一个低压差线性稳压器 (LDO) 和一个按钮控制器。在待机模式中,当所有电源均被使能时,从电池吸收的静态电流仅为 12μA。LTC3553 采用 3m...
发表于 02-22 12:21 •
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和特点 电源管理器 具 Bat-Track™ 自适应输出控制和 “即时接通” 型操作功能的高效率开关 PowerPath™ 控制器 可编程 USB 或墙上输入电流限值 (100mA / 500mA / 1A) 具 4.1V (LTC3586-1) 或 4.2V (LTC3586) 浮置电压和 1.5A 最大充电电流的全功能锂离子/聚合物电池充电器 内部 180mΩ 理想二极管和外部理想二极管控制器在电池模式中给负载供电 当从 BAT 引脚供电时,无负载静态电流 <30μA 双通道、高效率、降压型 DC/DC (400mA IOUT) 高效率、降压-升压型 DC/DC (1A IOUT) 高效率、升压型 DC/DC (800mA IOUT) 紧凑型 (4mm x 6mm x 0.75mm) 38 引脚 QFN 封装 产品详情 LTC®3586/LTC3586-1 是高集成度电源管理和电池充电器 IC,面向锂离子/锂聚合物电池应用。它包括一个具自动负载优先级处理功能的高效率电流限制开关 PowerPath 管理器、电池充电器、理想二极管和 4 个同步开关稳压器 (两个降压、一个降压-升压和一个升压)。LTC3586/ LTC3586-1 专为 USB 应用而设计,其开关电源管理器自动地把输入电流的最大值限制为100mA 或500mA (对于USB 应用),或者 1A (对于适配...
发表于 02-22 12:21 •
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和特点 双核SHARC+基础架构: 每个内核450 MHz (2.7GFLOPS) 支持奇偶校验的5Mb/640KB L1存储器/内核 可选缓存/SRAM模式 支持32、40和64位浮点 ARM内核基础架构: 450 MHz ARM Cortex-A5(具有Neon/FPU) 32kByte/32kByte L1指令/数据缓存 256kByte L2缓存 共享的系统存储器 256KB L2 SRAM,带ECC保护功能 最多两个高速存储控制器 DDR3-900、DDR2-800和LPDDR(16位) 高级硬件加速器 FFT/iFFT(18 GFLOPS,每个1K-pt FFT 5usec) FIR/IIR和SINC滤波器、ASRC 带OTP的安全加密引擎 封装 19mm x 19mm BGA(0.8mm间距) 商用、工业和汽车 主要连接和接口: 2个以太网MAC 一个千兆(RGMII)和一个10/100 (RMII) 支持IEEE-1588和AVB(QoS和时钟恢复) 2个USB2.0 HS OTG/设备控制器(MAC/PHY) 2个CAN2.0 SD/SDIO/MMC/eMMC(支持SDXC) 最多8个全SPORT接口(提供TDM和I2S模式) S/PDIF Tx/Rx、8个ASRC对、PCG 2个双通道SPI和1个四通道SPI(提供直接执行功能) 3个I...
发表于 02-22 12:18 •
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大家好,
我不是Xilinx工具的专家,但我在这里有一些需要重新编程的硬件,硬件设计人员告诉我,我需要Xilinx DLC10才能做到...
发表于 02-22 08:27 •
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嗨,我有一个关于TCHIP011作为PIC32(不是ARDUINO)运行的问题。我有一个程序,从SD卡读取并发送数据到MP3芯...
发表于 02-22 07:06 •
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论坛的给为朋友: 本公司的一个音频设备项目之前一直在407的IIS总线上做实验,算法也验证了。USB...
发表于 02-22 06:35 •
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求将UART转成USB的硬件设计电路
发表于 02-21 15:12 •
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我有一些特定设备的SPT文件,它使用CyPress的USB控制器。我在Windows上有SPT文件,但是我们需要在Android平台上下载...
发表于 02-21 13:49 •
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你好,请问hmc704lp4e为何在连接了电源、usb和进行如下设置之后,RFOUT没有输出(所有输出都没有)?
...
发表于 02-21 11:08 •
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1.EasyARM-iMX283、EasyARM-i.MX287(以下统称 EasyARM-i.MX....
发表于 02-21 10:01 •
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TE的防水USB Type-C连接器具有符合IEC 60529规定的行业领先的IPX8防水性能。此类连接器设计为在存在潮气的严苛环...
发表于 02-21 09:46 •
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发表于 02-21 08:00 •
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本文档的主要内容详细介绍的是相位激光测距传感器使用说明书免费下载。
发表于 02-21 08:00 •
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据外媒Sam Mobile的消息,昨天发布的FCC文件显示,三星正在开发一款无线充电的移动电源,这证....
发表于 02-20 15:41 •
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很多人喜欢LED的灯饰,光线明亮而且省电,比起普通灯泡更加环保节能,而且体积很小。今天的DIY制作5....
发烧友学院 发表于 02-20 15:11
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SSG3000X 系列射频信号源,输出频率范围涵盖9 kHz~3.2 GHz,标配 AM&FM&PM....
发表于 02-19 08:00 •
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将电子设备插入带电系统是终端应用程序的必要要求。通常这称为“热插拔”或“热插拔”,但也可称为“带电插....
发表于 02-18 14:41 •
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SDL1000X/SDL1000X-E 可编程直流电子负载配备了3.5 英寸 TFT-LCD 显示屏....
发表于 02-18 08:00 •
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USB要走差分,阻抗控制为90欧姆,并包地处理,总长度最好不要超过1800mil;等长方式类似HDM....
开箱即用的传感器平台提供增强的传感器技术,及行业最低功耗的蓝牙低功耗。
安森美半导体 发表于 02-15 09:24
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电脑硬体要求 (建议配置):CPU: INTEL Pentium II 以上等级,记忆体: 256M....
发表于 02-15 08:00 •
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在数字化浪潮推动的今天,个人智能终端大范围普及开来,许多消费者甚至拥有不止一台手机、笔记本等产品,实....
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发表于 02-14 08:54 •
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发表于 02-14 08:00 •
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ASM1542是一个2对差分、2:1 mux或1:2分路无源开关,用于高速信号交换应用,支持交流耦合....
发表于 02-14 08:00 •
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发表于 02-13 17:49 •
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随着智能手机耗电量越来越厉害,它和移动电源也发展成了是焦不离孟的一对“好机友”,出个远门必须要同时带....
SN74LVCC3245A设备是8位(八进制)非转换总线收发器,包含两个独立的供电轨。B端口设计用于....
发表于 02-13 08:00 •
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发表于 02-13 08:00 •
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安森美半导体总裁兼首席执行官傑克信 (Keith Jackson) 说:“我们再次在第4季度取得强劲....
SuperTank是Zendure推出的最新、也是容量最大的一款移动电源,其容量达到了27000mA....
安森美半导体在CES展示了传感器、电源管理器件、无线联接方案、电机驱动器和其他把创新引入生活的器件,....
安森美半导体 发表于 01-29 16:44
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《实例解读模拟电子技术完全学习与应用》通过丰富多彩的应用实例,由浅入深地剖析模拟电子电路 各方面的知....
发表于 01-29 14:36 •
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众所周知,由于移动电源目前尚无一个明确的规范标准,加之门槛较低,技术含量不高,任何厂商(当然包括山寨....
颜值即正义,很多时候不得不承认无论是看人还是看物时颜值决定了第一印象,就像男人喜欢看美女、女人喜欢看....
AT89C5132是一种大容量存储设备,用于控制各种闪存模块、HDD和CD-ROM之间的数据交换。A....
发表于 01-28 08:00 •
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IT6300系列为高性能的可编程三路直流电源,每路输出电压和电流均可设定为从零到最大额定输出值。提供....
发表于 01-23 16:41 •
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发表于 01-23 08:00 •
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发表于 01-23 08:00 •
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标准是好的,但有时您需要更多。例如USB Type-C就是这样一个例子;USB Type-C旨在创建....
发表于 01-23 00:33 •
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踏入新千年,音频行业能够称得上是里程碑式的事件,莫过于苹果在2016年发布iPhone7的时候,宣布....
发表于 01-22 14:52 •
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安森美半导体知道成像应用需在具挑战性的条件下工作,且必须在所有时间都运行。因此,我们所有的图像传感器....
安森美半导体 发表于 01-22 09:37
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发表于 01-22 08:00 •
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USB驱动用户安装手册1.打开计算机电源并启动到Windows。2.找到计算机的USB端口并插入US....
发表于 01-22 08:00 •
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统一开发平台(UDP)为硅实验室微控制器、短程无线设备和软件工具(包括硅实验室集成开发环境(IDE)....
发表于 01-21 08:00 •
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发表于 01-21 08:00 •
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发表于 01-21 08:00 •
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这时候你只需要花十块钱制作如下设备,然后钻到桌子底下装作系鞋带, 把设备插到他主机箱后边的USB接口....
发表于 01-20 11:19 •
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几乎所有的现代系列MCU具有USB外设。因为USB是一个标准的,则可能期望所有USB实现都是相同的。....
发表于 01-20 09:39 •
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大家都知道传统的路由器无非基于以下几种方式上网:首先运营商会将网线拉入居室,该网络可以是传统的电话线....
本文针对机动测控设备测量仪器仪表型号多、接口类型多的实际,为实现远程网络化、自动化测试,提出使用Ag....
发表于 01-18 16:23 •
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1. C8051F单片机速度快,时钟频率可达到25,50甚至100Mhz!内部资源丰富!推荐用C80....
发表于 01-18 08:00 •
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Arduino 是一款电子互动产品开发的软硬件平台, 有时也叫做“电子积木”。由于其有丰富的外围硬件....
发表于 01-17 17:24 •
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SKYLAB 的 WiFi 模块中,AP 路由 WiFi 模块 SKW92B 用的比较多,SKYLA....
发表于 01-17 08:00 •
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