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LTC4312/LTC4314 - Multiplexer I2C Hot Swap a 2 e 4 canali

LTC4312/LTC4314 - Multiplexer I2C Hot Swap a 2 e 4 canali

Con i nuovi dispositivi LTC4312 e LTC4314, Linear Technology introduce una coppia di multiplexer per bus I2C con buffering capacitivo bidirezionale e tecnologia Hot Swap. LTC4312 e LTC4314 offrono una soluzione eccellente per eseguire il multiplexing (a 2 e a 4 canali, rispettivamente) delle due linee SCL ed SDA di un bus I2C.

Entrambi i dispositivi sono dotati di pin di abilitazione separati attraverso i quali è possibile collegare un bus I2C in ingresso ad una qualsiasi combinazione di bus o schede in uscita anch'esse appartenenti allo stesso tipo di bus. La selezione del canale desiderato sul multiplexer avviene tramite singoli pin di abilitazione (2 sull'LTC4312 e 4 sull'LTC4314), ed è presente una funzionalità di bus buffering in grado di garantire sempre l'integrità dei segnali sul bus. Questa coppia di dispositivi permette di ottenere agevolmente un'espansione del numero di indirizzi sul bus I2C, consentendo ad esempio di indirizzare univocamente uno tra molti dispositivi tutti dello stesso tipo (anche con lo stesso indirizzo I2C) e risolvendo così un classico problema di conflitto sul bus.

Questa caratteristica è di per sè di estrema importanza, tenendo presente che molti tipi di dispositivi dotati di interfaccia I2C (ad esempio vari tipi di sensori o trasduttori) hanno un indirizzo pre-impostato dal produttore (si può al limite scegliere tra due diversi indirizzi) e pertanto, nel caso si vogliano utilizzare più dispositivi contemporaneamente, si deve affrontare necessariamente un problema di conflitto sul bus. Non solo, i multiplexer possono anche essere collegati in cascata, consentendo di gestire più di 4 dispositivi collegati al bus I2C. Lo stesso tipo di discorso si può estendere al caso di più schede collegate ad un bus comune I2C, con funzionalità di backplane, come mostrato nell'immagine seguente:

Il buffering capacitivo bidirezionale rappresenta un'altra caratteristica rimarchevole di questi dispositivi, in quanto permette da una lato l'estensione della dimensione di un bus I2C ben al di là dei 400pF previsti dalle specifiche, e dall'altro previene una corruzione dei segnali I2C durante l'inserimento o la rimozione "a caldo" della scheda (la feature Hot Swap, appunto).

I dispositivi LTC4312 e LTC4314 sono adatti ad essere impiegati in un ampio ventaglio di applicazioni, includendo le architetture radiali dei sistemi di telecomunicazione come l'ATCA (Advanced Telecommunications Computing Architecture), l'espansione degli indirizzi I2C, e la traslazione dei livelli. Diversi tipi di dispositivi I2C e SMBus operano infatti con differenti livelli di tensione, anche se devono comunicare nella stessa applicazione.

Entrambi i dispositivi supportano la traslazione dei livelli per tensioni del bus comprese tra 1.5V e 5.5V, garantendo la possibilità di alimentare dispositivi con tensione di alimentazione differente mantenendo nel contempo la piena comunicazione bidirezionale tra gli stessi. Il bus buffering bidirezionale mantiene isolati la capacità del backplane dalle capacità presenti sulle board, ed al contempo garantisce offset bassi e alti margini di rumore fino a 0.3VCC. Inoltre, esiste la possibilità di applicare ai segnali SCL ed SDA del bus delle correnti di pull-up elevate, in modo tale da accelerare il tempo di salita dei segnali stessi, soddisfando i requisiti richiesti dal bus I2C anche nel caso di bus con elevato numero di carichi. L'azione di questi acceleratori integrati del tempo di salita può essere selezionata oppure disabilitata. Per quanto riguarda gli aspetti relativi alla diagnostica e alla sicurezza, i componenti prevedono le seguenti misure:

  • uscita FAULT per indicare la condizione di bus bloccato. Se entrambi i segnali data e clock non sono simultaneamente alti almeno una volta ogni 45ms, ed il pin DISCEN è alto, viene attivato il segnale di uscita FAULT per indicare una condizione di bus bloccato basso
  • funzione di recovery in caso di bus bloccato: l'ingresso viene disaccoppiato da tutti i canali di uscita abilitati, e viene generato automaticamente il clock (fino a 16 colpi di clock) per tutti i dispositivi abilitati
  • protezione HBM ESD ±4kV per offrire una maggiore resistenza

Per quanto riguarda il package, il modello LTC4312 è disponibile in contenitore a 14 pin di tipo DFN (4mmm x 3mm) oppure in contenitore SSOP a 16 pin, mentre il modello LTC4314 è disponibile nei contenitori QFN a 20 pin (3mm x 4mm) e SSOP sempre a 20 pin. Entrambi i componenti garantiscono il range di temperatura per applicazioni commerciali ed industriali, e sono offerti ad un prezzo di 1.95US$/cad. e 2.65US$/cad., rispettivamente (per un lotto di 1000 unità). L'immagine seguente mostra un tipico schema di collegamento, in questo caso per il modello LTC4314:

Questo grafico mostra invece l'andamento dei tempi di salita di alcuni segnali (si noti la presenza del meccanismo di traslazione dei livelli:

Possiamo a questo punto riassumere le caratteristiche tecniche del componente LTC4312-14 nel modo seguente:

  • multiplexer/switch 1:4 per bus a 2 linee (LTC4314)
  • multiplexer/switch 1:2 per bus a 2 linee (LTC4312)
  • buffer bidirezionale per linee SDA e SCL
  • margine di alto rumore con VIL = 0.3•VCC
  • pin ENABLE per collegare le linee SDA e SCL
  • corrente di accelerazione del tempo di salita e tensione di attivazione selezionabili
  • bus a traslazione di livello da 1.5 V, 1.8 V, 2.5 V, 3.3 e 5V
  • impedisce il danneggiamento delle linee SDA e SCL quando la scheda è inserita/rimossa sotto tensione
  • disconnessione e ripristino del bus bloccato
  • compatibile con I2C, I2C Fast Mode e SMBus
  • robustezza ESD HBM (Human Body Model) di ±4 kV
  • package DFN a 14 pin e MSOP a 16 pin (LTC4312)
  • package SSOP a 20 pin e package QFN da 3 x 4 mm (LTC4314)

Per quanto concerne infine le applicazioni relative alla coppia di componenti, queste possono essere riassunte nella seguente lista:

  • sistemi per le telecomuncazioni, incluso l'ATCA
  • espansione degli indirizzi sul bus I2C
  • traslazione dei livelli
  • buffer capacitivo/estensione del bus
  • inserimento delle board sotto tensione
  • PMBus

 

 

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ritratto di stewe

(Nessun oggetto)

La tecnologia I2C con la possibilità di creare un bus su cui agganciare più chip è sempre utile per semplificare la progettazione hardware delle nostre schede! Utile!

ritratto di Fabrizio87

in quest'ultimo

in quest'ultimo componente,
per evitare di avere troppi componenti in contemporanea su lo stesso I2C,
così da diminuire le collisioni.

ritratto di mingoweb

Ottimo componente... I2C è

Ottimo componente... I2C è una buona soluzione per grassi circuiti e per semplificarli.

 

 

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