Blog dell'azienda Scheda di valutazione logica Supply ON: Espansori I/O, Convertitori di livello

Scheda di valutazione logica ON per l'alimentazione: Espansori I/O, Traduttori di livello

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Scheda di valutazione per l'espansione I/O: Estensione dei pin

Soluzione della scheda di valutazione MAX7315AUE di ON Semiconductor

La scheda di valutazione MAX7315AUE di ON Semiconductor offre una soluzione specializzata per scenari con risorse di pin limitate. Il MAX7315AUE è un espansore I/O a 8 canali che comunica con il controller host tramite un bus I²C. Utilizzando solo due pin GPIO (SDA e SCL), estende otto porte di ingresso/uscita programmabili, migliorando significativamente la connettività del sistema.

Una caratteristica chiave di questa scheda di valutazione è la sua funzionalità integrata di controllo della luminosità dei LED. Ogni porta I/O può essere configurata indipendentemente come driver LED, supportando l'attenuazione PWM a 8 bit. Questo design è particolarmente adatto per applicazioni che richiedono un'indicazione multistato, come pannelli di controllo industriali, strumentazione ed elettronica di consumo. La scheda fornisce un'interfaccia di configurazione dei registri completa, che consente agli ingegneri di testare le caratteristiche di risposta delle porte in diverse modalità operative, tra cui la sensibilità di rilevamento dell'ingresso, la capacità di pilotaggio dell'uscita e i meccanismi di attivazione delle interruzioni.

La scheda di valutazione MAX7315AUE funziona in un intervallo di temperatura da -40°C a 125°C, superando significativamente l'intervallo tipico dei chip di grado consumer. Ciò garantisce prestazioni affidabili in ambienti industriali esigenti. Il suo package TSSOP-16 offre un numero di pin sufficiente pur mantenendo un ingombro compatto, rendendolo adatto per applicazioni con spazio limitato. Ogni porta I/O sulla scheda di valutazione incorpora circuiti di protezione e punti di test, facilitando le misurazioni dell'integrità del segnale e l'analisi dei guasti per gli ingegneri.

Confronto e analisi dei vantaggi

Esistono più chip di espansione I/O sul mercato e la scheda di valutazione MAX7315AUE di ON Semiconductor dimostra vantaggi distinti rispetto a prodotti simili. Rispetto al PCF8574T di NXP, il MAX7315AUE offre un intervallo di tensione operativa più ampio (a partire da 2,0 V rispetto al requisito di 2,5 V del PCF8574T). Ciò consente il funzionamento a tensioni di sistema inferiori, rendendolo adatto per dispositivi a batteria e a basso consumo. Inoltre, il MAX7315AUE incorpora la funzionalità di controllo della luminosità dei LED assente nel PCF8574T, una caratteristica che semplifica la progettazione di pannelli di controllo che incorporano funzioni di indicazione.

Rispetto al PCA9534APW di Texas Instruments, sebbene entrambi siano espansori I/O I²C a 8 bit, il MAX7315AUE supera in temperatura operativa massima (125°C contro 85°C), rendendolo più adatto per ambienti industriali ad alta temperatura. Inoltre, la scheda di valutazione MAX7315AUE fornisce un'indicazione dello stato di interruzione più intuitiva, notificando immediatamente al controller host quando cambiano gli stati della porta I/O, riducendo così l'overhead di polling.

Scenari applicativi tipici

Le schede di valutazione per l'espansione I/O svolgono un ruolo fondamentale nel controllo dell'automazione industriale. Ad esempio, all'interno dei sistemi PLC (Programmable Logic Controller), il numero di pin del chip di controllo principale è spesso insufficiente per collegare tutti i sensori e gli attuatori. Attraverso le schede di valutazione per l'espansione I/O, gli ingegneri possono convalidare le soluzioni di integrazione per più ingressi digitali (come interruttori di prossimità e sensori fotoelettrici) e più uscite digitali (come relè e elettrovalvole), garantendo affidabilità e velocità di risposta in condizioni operative reali.

Nell'elettronica di consumo, come gli hub di controllo domestico intelligenti, le schede di valutazione per l'espansione I/O facilitano il test del funzionamento coordinato di più ingressi a pulsante e indicatori di stato LED. La capacità di attenuazione PWM del MAX7315AUE consente agli ingegneri di valutare l'esperienza utente su diverse curve di luminosità, ottimizzando l'efficienza energetica. Le interfacce fisiche sulla scheda di valutazione sono compatibili con le schede Arduino o Raspberry Pi standard, semplificando il processo di prototipazione.

Inoltre, all'interno dei sistemi di acquisizione dati multi-nodo, un singolo controller master può gestire dozzine di nodi di sensori. La scheda di valutazione per l'espansione I/O verifica gli schemi di configurazione degli indirizzi e le condizioni di carico del bus, garantendo comunicazioni stabili in ambienti di cablaggio complessi. I circuiti buffer e i componenti di protezione ESD della scheda forniscono anche progetti di riferimento per aiutare gli ingegneri a migliorare l'immunità dei prodotti finali.

Scheda di valutazione del traduttore di livello: Ponte di tensione

Analisi dettagliata della scheda di valutazione FXWA9306 di ON Semiconductor

La scheda di valutazione FXWA9306 di ON Semiconductor è progettata specificamente per i requisiti di conversione di tensione nei sistemi bus I²C. Questo traduttore di livello bidirezionale a due canali supporta la conversione di tensione tra 1,0 V e 3,6 V (VCCA) e 1,8 V e 5,5 V (VCCB), coprendo un'ampia gamma di applicazioni, dai processori a bassissimo consumo alle periferiche tradizionali a 5 V. La scheda di valutazione presenta un layout meticolosamente progettato per garantire i percorsi del segnale più brevi, riducendo al minimo il ritardo di conversione e la distorsione del segnale.

Un vantaggio chiave della scheda di valutazione FXWA9306 è la sua capacità di conversione bidirezionale senza richiedere un pin di controllo della direzione. La direzione del flusso di dati sul bus I²C cambia dinamicamente; i tradizionali chip traduttori di livello necessitano di segnali di controllo della direzione aggiuntivi, aumentando la complessità del sistema. L'FXWA9306 impiega un meccanismo di rilevamento intelligente per determinare automaticamente la direzione di trasmissione dei dati, semplificando sia la progettazione hardware che lo sviluppo del driver software. La scheda di valutazione dimostra questa funzionalità in pratica, consentendo agli ingegneri di verificare comunicazioni bidirezionali affidabili collegando master e slave I²C che operano a tensioni diverse.

La scheda di valutazione fornisce inoltre capacità di test per più combinazioni di tensione, inclusi scenari di conversione comuni come 1,0 V ↔ 1,8 V, 1,2 V ↔ 2,5 V, 1,8 V ↔ 3,3 V, 2,5 V ↔ 5 V e 3,3 V ↔ 5 V. Ogni combinazione presenta impostazioni jumper e punti di test corrispondenti, consentendo agli ingegneri di cambiare rapidamente le configurazioni. Il circuito di misurazione della tensione di alta precisione integrato consente agli utenti di monitorare la qualità del segnale durante la conversione, inclusi parametri critici come il tempo di salita, il tempo di discesa e l'overshoot.

Soluzione di valutazione ad alte prestazioni della serie NL3V8T24x

Per le applicazioni che richiedono la trasmissione di segnali ad alta velocità, ON Semiconductor offre la scheda di valutazione della serie NL3V8T24x. Questa gamma di traduttori di livello a doppia alimentazione a 8 bit supporta velocità di trasferimento dati fino a 380 Mbps (durante la conversione da 1,8 V a 3,3 V), rendendoli ideali per dispositivi mobili, interfacce di comunicazione ad alta velocità e sistemi embedded ad alte prestazioni. La scheda di valutazione dimostra come ottenere la trasmissione di segnali a bassa latenza e ad alta larghezza di banda tra diversi domini di tensione.

La scheda di valutazione NL3V8T24x supporta un'ampia gamma di tensioni da 0,9 V a 3,6 V, coprendo le tensioni operative tipiche per i moderni processori a basso consumo. La sua capacità di pilotaggio dell'uscita bilanciata (±24mA@3.0V) garantisce l'integrità del segnale, mantenendo una qualità del segnale stabile anche durante la trasmissione a lunga distanza o in condizioni di carico multiplo. La scheda fornisce linee guida dettagliate per la misurazione dei tempi per assistere gli ingegneri nella verifica delle prestazioni del convertitore in condizioni estreme.

Un'innovazione chiave di questa serie di schede di valutazione è la sequenza VCC non prioritaria, il che significa che la sequenza di accensione dei due domini di alimentazione non influisce sulla funzionalità del dispositivo né causa danni al chip. Questa caratteristica è particolarmente cruciale nei sistemi di gestione dell'alimentazione complessi, prevenendo guasti del sistema causati da una sequenza di alimentazione impropria. La scheda di valutazione simula più scenari di accensione/spegnimento, dimostrando la robustezza del convertitore in varie condizioni di alimentazione.