Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2011 28 сен

Буферы с нулевым напряжением смещения для шины I2C

Компания NXP Semiconductors представила PCA9525 и PCA9605 — первые в отрасли буферы с нулевым напряжением смещения (no-offset) для шины I2C, позволяющие изолировать емкость и обеспечивающие согласованную работу с другими буферами шины. Для контроля направления передачи сигнала и предотвращения блокировки шины эти революционные буферы используют метод табло (scoreboard) с нулевым напряжением смещения, а не специальный вывод (directional pin), определяющий направление обмена данными по уровню напряжений смещения. Буферы с нулевым напряжением смещения совместимы даже с буферами, использующими постоянное напряжение смещения (static offset) или инкрементальное напряжение смещения (incremental offset) — это упрощает проектирование систем вне зависимости от того, какие еще устройства подключаются к данной шине. К тому же компания NXP представила PCA9646 — первый в отрасли полностью буферизованный четырехканальный коммутатор с портами, имеющими нулевое напряжение смещения. Все устройства работают на частоте до 1 МГц, кроме того, PCA9605 и PCA9646 поддерживают режим Fm+ (Fast-mode Plus) с повышенной в 10 раз скоростью обмена данными по шине I2C, что позволяет увеличить протяженность шины или подключать к ней больше устройств.

Традиционно шины I2C использовались в компьютерах, бытовых и портативных устройствах для передачи данных на небольшие расстояния. Буферы Fm+ с нулевым напряжением смещения и коммутаторы NXP позволяют преодолеть это ограничение, а также изолировать емкость шины, разделяя ее на сегменты или ветви с более низкой емкостью, отвечающие требованиям спецификации I2C. Таким образом, буферы PCA9605 и PCA9646 открывают возможности для создания систем управления и мониторинга на базе шины I2C, способных обслуживать сотни узлов и/или шин длиной до 1 км при более низких частотах. Теперь разработчики могут реализовать I2C-коммуникации на больших расстояниях с использованием недорогих популярных кабелей, таких как CAT5, в компьютерных приложениях уровня предприятия, например в серверах и системах хранения данных, а также в промышленной и автомобильной электронике. Буфер PCA9525 подходит для изоляции емкости в стандартных высокоскоростных (Fast-mode) приложениях.

Технические особенности устройств:

  • PCA9525 и PCA9605 — простые буферы для изоляции емкости двухпроводных интерфейсов шин I2C или SMBus, обеспечивающие их разделение на сегменты или ветви с меньшей емкостью; буфер PCA9605 поддерживает также более высокие значения емкости в режиме Fm+.
  • Во всех предыдущих буферах для определения направления передачи данных требовалось определенное напряжение смещения; новые буферы шины с нулевым напряжением смещения используют для этого метод табло и совместимы с большинством других подключаемых к шине I2C буферных устройств.
  • Новые устройства NXP с нулевым напряжением смещения могут работать с шинами I2C (стандартный и высокоскоростной режим), SMBus (стандартный режим и режим с высокой мощностью), а также PMBus; буферы PCA9605 и PCA9646 поддерживают также режим I2C Fast-mode Plus (Fm+).
  • Благодаря малому времени коммутации возможна работа на частотах свыше 1 МГц, что позволяет использовать более быстродействующие периферийные устройства.
  • Аппаратный разрешающий вход деактивирует устройство, позволяя отключать сегменты шины для экономии энергии и повторно использовать адреса ведомых устройств во множестве сегментов шины I2C.
  • Входы буфера шины с нулевым напряжением смещения отвечают требованиям спецификации I2C к гистерезису для повышения помехоустойчивости шины.
  • Диапазон рабочих напряжений 2,7–5,5 В.
  • Очень низкий ток питания: например у PCA9525 — 1 мкА (макс.) в дежурном режиме, 170 мкА (тип.) в рабочем.
  • Выходы с подтягивающим к низкому логическому уровню резистором: 4-мА на PCA9525 и 30-мА на PCA9605 и PCA9646.
  • Отсутствие напряжения смещения позволяет разработчикам совместно использовать емкостные нагрузки в цепях с обеих сторон устройства, а также устанавливать подтягивающие резисторы с требуемым номиналом.
  • Для обеспечения нормальной работы устройства метод табло требует, чтобы линия SCL была однонаправленной, это исключает процессы снижения частоты синхроимпульсов (clock stretching) или арбитража ведущих устройств.