利用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)化電壓轉(zhuǎn)換挑戰(zhàn)

在過(guò)去的十年中，用于微控制器和微處理器系統(tǒng)的 CMOS 技術(shù)發(fā)生了重大變化。當(dāng)前的需求包括更小的系統(tǒng)、更長(zhǎng)的電池續(xù)航時(shí)間以及總體減少的物料清單（BOM），受此推動(dòng)，使用更低電壓和更低功耗 I/O 標(biāo)準(zhǔn)（低至 0.7 V ）的高性能系統(tǒng)正呈指數(shù)增長(zhǎng)。這些低電壓/低功耗趨勢(shì)不僅在便攜式和可穿戴市場(chǎng)應(yīng)用中盛行，在工業(yè)和汽車系統(tǒng)中同樣不可阻擋。

混合使用 I/O 電壓和電源已經(jīng)成為當(dāng)今應(yīng)用的固有要求。例如，內(nèi)核數(shù)字控制和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)通常使用 1.2 V 或更低的電源電壓。但是，與這些數(shù)字器件交互的大多數(shù)模擬和混合信號(hào)外設(shè)都在 3.3 V 甚至 5 V 電壓下運(yùn)行。要將多個(gè)在不同電壓域中工作的信號(hào)和設(shè)備連接起來(lái)，需要通過(guò)多個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器來(lái)橋接器件、信號(hào)和 I/O ，這會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的系統(tǒng)要求。

解決日益復(fù)雜的多電壓系統(tǒng)問(wèn)題

當(dāng)然，任何電壓差都可以通過(guò)使用單個(gè)轉(zhuǎn)換器（電平轉(zhuǎn)換器）來(lái)解決，因此混合電壓系統(tǒng)可以按預(yù)期進(jìn)行互操作。但是，當(dāng)一個(gè)（主）微控制器和多個(gè)具有不同電壓電平的從機(jī)（外設(shè)）需要通過(guò)異步雙向接口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí)，就可以使用集成轉(zhuǎn)換器來(lái)降低復(fù)雜性。

隨著新信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的不斷涌現(xiàn)，當(dāng)下的許多系統(tǒng)都利用了顯著更快的數(shù)據(jù)速率，通常超過(guò) 100 Mbps ，并且需要支持極低的傳播延遲和通道間傳播偏差。對(duì)于消費(fèi)電子產(chǎn)品或電信接口，例如管理數(shù)據(jù)輸入輸出（MDIO）和安（找元器件現(xiàn)貨上唯樣商城）全數(shù)字輸入輸出（SIDO），情況更是如此。因此，當(dāng)需要高速、雙向、多電壓電平轉(zhuǎn)換時(shí)，Nexperia（安世半導(dǎo)體）的自動(dòng)檢測(cè)產(chǎn)品組合（LSF010X、NXS010x和NXB010x）可為工程師提供經(jīng)濟(jì)高效的小尺寸解決方案，幫助其簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。

產(chǎn)品組合中的所有器件均配備寬電壓范圍，通過(guò)單一器件解決方案，即可應(yīng)對(duì)新舊處理器以及外設(shè)的廣泛組合。為這些雙向收發(fā)器添加自動(dòng)方向檢測(cè)功能后，便無(wú)需外部方向引腳。該技術(shù)不僅能夠很好地與最新的低壓微處理器搭配使用，實(shí)現(xiàn)各種邏輯器件的數(shù)據(jù)流入和流出，還有助于在空間受限的設(shè)計(jì)中進(jìn)一步減少 BOM。

△ 與多個(gè)在不同電壓電平下工作的I2C從機(jī)通信

優(yōu)化接口性能

隨著各類應(yīng)用中需要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)線數(shù)量不斷增加，集成電平轉(zhuǎn)換解決方案的內(nèi)在價(jià)值也逐漸凸顯。通過(guò)遷移到集成解決方案可以節(jié)省大量 BOM ，不僅如此，這些轉(zhuǎn)換器還能有效消除使用多個(gè)獨(dú)立轉(zhuǎn)換器時(shí)可能發(fā)生的時(shí)序或可靠性問(wèn)題。

另外，Nexperia（安世半導(dǎo)體）還優(yōu)化了其 1、2、4 和 8 位自動(dòng)檢測(cè)產(chǎn)品組合，以滿足不同的接口需求。例如，NXS/LSF 器件可用于推挽緩沖和開漏應(yīng)用，使其非常適合簡(jiǎn)單的 IC 到IC接口，例如 I2C、SMBus、PMBus、1-wireBus、GPIO、顯示模塊等。NXB 器件亦可用于高速推挽拓?fù)洹Ｋ鼈兛商峁┏錾男盘?hào)完整性，因此更適合用于端口通信，包括 HDMI、SPI、UARTS 和 USB。此外，Nexperia（安世半導(dǎo)體）的專利 NXS 架構(gòu)有助于避免反射，并提高了驅(qū)動(dòng)能力，適合驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)達(dá) 1 米的較長(zhǎng)走線。

△ NXS0101 △ NXB0101

產(chǎn)品系列對(duì)比