I2C 및 I3C 레벨 시프터 버퍼 및 허브 소개
I2C 및 I3C 레벨 시프터 버퍼 및 허브 소개.I2C 및 I3C 레벨 시프터 버퍼 및 허브는 모두 보드 수준에서 칩{5}}대{6}}통신에 널리 사용되는 직렬 버스 프로토콜입니다. I2C는 오랜 역사를 지닌 클래식 프로토콜인 반면, I3C는 MIPI Alliance에서 도입한 업그레이드된 프로토콜입니다. I2C 호환성을 유지하면서 더 높은 대역폭, 더 낮은 전력 소비 및 더 유연한 토폴로지 확장 기능을 제공합니다. 실제 버스 배치에서 장치 간 작동 전압 불일치, 드라이브 용량을 초과하는 버스 부하, 네트워크 토폴로지 확장 요구 등의 문제로 인해 레벨 변환기, 버퍼 및 허브는 안정적이고 신뢰할 수 있는 버스 작동을 보장하는 데 필수적인 구성 요소가 됩니다.
I2C/I3C 레벨 변환기
레벨 변환기의 핵심 기능은 서로 다른 전압 영역에서 작동하는 장치 간의 신호 레벨을 변환하여 버스의 장치 간 전압 불일치를 해결하는 것입니다. 예를 들어, 3.3V 마스터 장치가 1.8V 슬레이브 장치와 통신할 때 두 전압 도메인 간의 신호 레벨을 매핑하려면 레벨 변환기가 필요합니다. 이는 전압 레벨 비호환으로 인한 통신 오류-또는 심지어 장치 손상-을 방지합니다. 기존 I2C 버스용으로 설계된 이 변환기는 일반적으로 추가 방향- 제어 핀 없이 양방향 신호 변환을 지원하므로 I2C 버스의 오픈 드레인 출력 특성과 호환됩니다. 또한 많은 제품에는 고속 통신 시나리오에서 신호 혼선을 줄이기 위해 버스 정전 용량 절연이 통합되어 있습니다.{11}} 일부 특수 I2C 레벨 변환기는 다중-전압 도메인 변환을 지원하고 표준 모드(100kbps), 고속 모드(400kbps), 고속 모드 플러스(1Mbps)와 같은 다양한 통신 속도-와 호환되어-다양한 애플리케이션의 대역폭 요구 사항을 충족합니다. I3C 버스의 경우 레벨 변환기는 프로토콜의 새로운 기능을 수용해야 합니다. I3C는 SDR(Single Data Rate) 모드에서 최대 12.5Mbps의 통신 속도를 지원하며 일부 장치는 DDR(Double Data Rate) 모드도 지원하므로 더 낮은 전파 지연과 더 높은 대역폭 기능이 필요합니다. 또한 I3C는 버스 중재, 핫{26}}조인 및 인터럽트 신호 멀티플렉싱과 같은 기능을 지원합니다. 이를 위해서는 표준 버스 조정 프로세스를 방해하지 않고 I3C 고유의 혼합 오픈-드레인 및 푸시{28}}풀 출력 모드를 처리하는 레벨 변환기가 필요합니다. 일부 전용 I3C 레벨 변환기에는 자동 전압 도메인 감지 기능도 있어 핫스왑 가능한 슬레이브 장치에 대한 동적 전압 매칭 요구 사항을 충족합니다.
I2C/I3C 버퍼
I2C 및 I3C 버스는 모두 마스터-슬레이브 아키텍처를 활용하며, 버스 구동 기능은 풀업 저항과 버스 정전용량에 의해 제한됩니다. 너무 많은 수의 슬레이브 장치가 연결되면-총 버스 용량이 사양 제한을 초과하게 됩니다-신호 상승 시간이 느려지고 설정 시간이 부족해져서 결국 통신 오류가 발생합니다. 버퍼는 버스 신호를 재구동하여 버스 용량을 분리하는 동시에 구동 성능을 향상시켜 전송 거리를 연장하고 연결 가능한 장치 수를 늘리는 방식으로 작동합니다. 기존 I2C 버퍼는 일반적으로 I2C 통신의 양방향 반이중 특성에 맞게 양방향 구동을 지원합니다. 마스터 포트와 슬레이브 포트를 갖춘 이 제품은 자동으로 신호 방향을 감지하고 신호 조정(형성)을 수행하고 높은 논리 레벨과 낮은 논리 레벨에 대한 재구동-을 수행합니다. 일부 I2C 버퍼에는 과전류 보호 및 핫{16}}스왑 감지 기능이 통합되어 있습니다. 버스 단락-이나 과부하가 발생하는 경우 영향을 받은 포트를 자동으로 연결 해제하여 마스터 컨트롤러의 손상을 방지합니다.
I2C 및 I3C 레벨 시프터 버퍼 및 허브의 특정 부품 번호
ISO1640-Q1(ISO164x-Q1) 장치는 I2C 인터페이스와 호환되는 핫스왑 가능한 저전력-양방향 아이솔레이터입니다. ISO164x는 16-DW 패키지에서 5000VRMS, 8-D 패키지에서 3000VRMS의 UL 1577 절연 등급을 지원합니다. 이 저방출 장치의 각 I2C 절연 채널은 이중 용량성 이산화규소(SiO2) 절연 장벽으로 분리된 로직 입력과 오픈 드레인 출력이 특징입니다. 이 제품군에는 VDE, UL, CSA, TUV 및 CQC 인증을 받은 기본 및 강화 절연 장치가 포함되어 있습니다. ISO1640-Q1은 클록 및 데이터 라인을 위한 두 개의 절연된 양방향 채널을 갖추고 있습니다. ISO1640-Q1은 양방향 채널을 지원하는 데 필요한 로직을 통합함으로써 광커플러 기반 솔루션에 비해 훨씬 단순한 설계와 더 작은 설치 공간을 가능하게 합니다.
I2C 및 I3C 레벨 변환기, 버퍼 및 허브 매개변수
I2C 및 I3C 레벨 시프터 버퍼 및 허브 매개변수는 다음과 같습니다.
|
평가 |
자동차 |
|
절연 등급 |
기본, 강화 |
|
채널 수 |
2 |
|
직렬 데이터 |
양방향 |
|
직렬 시계 |
양방향 |
|
데이터 속도(최대)(Mbps) |
1.7 |
|
작동 절연 전압(VIOWM)(Vrms) |
450, 1500 |
|
서지 절연 전압(VIOSM)(VPK) |
6500, 10000 |
|
과도 절연 전압(VIOTM)(VPK) |
4242, 7071 |
|
내전압(VISO)(Vrms) |
3000, 5000 |
|
CMTI(최소)(kV/μs) |
50 |
|
작동 온도 범위(도) |
-40~125 |
|
기능 안전 카테고리 |
기능적 안전성-가능 |
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