数字总线的用途将会越来越多

当我第一次看到数字总线开关时，我实在想不出这些开关到底有啥用。幸运的是，现在我知道了这些开关的多种使用方法；我想在这里与你分享其中一种方法。我将描述单个控制器上复用多个器件的步骤和相关考虑。你可以将这个技巧用于任意类型的通信总线，不过我还是将以USB为例进行说明。

首先，我想稍微谈一谈“数字总线开关”的定义。我们先将注意力放在这个名称的最后部分。说到底，它只是一个开关。它使你能够用数字的方法，将电路中的一个连接打开和关闭。图1显示的是与一个开关等效的电路。

图1：单通道数字总线开关的简化示意图

通过输出使能引脚 (OE)，用电压来控制这个开关；只需在高电平关闭开关，在低电平时打开开关。（对于低电平有效OE引脚来说，恰恰相反；这些引脚上通常会有标签进行标注。）R_ON 是开关的内部电阻。A和B到开关的两个连接点。

未在图1中显示的是传播延迟，它是输入信号到达输出所需的时间，通常在开关的数据表中用t_pd 表示。

通常说来，数字总线开关内部有很多的开关，这些开关使它们能够控制（你猜到了）数字总线。

图2：将2个USB器件复用至单个USB控制器

图2显示的是使用一个数字总线开关来将2个USB器件复用至单个USB控制器（USB2.0标准）的基本布局布线。在使用这个拓扑时，你每次只能与一个器件通信。

在任何的逻辑系统设计中，需要考虑很多重要的值。归根结底，这些值就是对电压、电流和定时的要求。表1中列出了针对这一特定系统的要求。

Requirement	Value
Voltage	0V to 3.3V
Continuous current	18mA
Maximum frequency	240MHz (480Mbps)

表1：示例系统要求

如果你想进一步了解数字总线开关的话，请参见使用说明书数字总线开关选型指南。在这份选型指南中，你可以使用图3来为这个用例轻松选择一个开关。

图3：数字总线开关系列支持的电压和频率

3个系列支持3.3V运行，但只有其中一款器件能够处理200MHz以上的频率：那就是CB3Q。在TI.com内快速搜索可以得到这一系列中可以提供的18款产品的列表，针对你的应用，推荐使用SN74CB3Q3125，这是因为这款器件能够切换4条数据线路。

图2的初始电路原理图和SN74CB3Q3125的唯一区别就是它为每条通道单独启用一个输出，而不是将一对输出接在一起。这是一个简单修改考虑，你只需将所需的使能线路接在一起。

图4：将2个USB器件复用至一个控制器时的SN74CB3Q3125接线

图4显示的是所选芯片上能够实现此功能的连接。这里的选择线路有一个变换器，不过其它安排也可实现相似功能，只要每次只启用一条通道即可。

数字总线开关是多用途器件；这种器件能够实现隔离，以及多线制通信通道的手工复用。通过扩展这个装置，你可以将任意数量的外设连接至单个控制器。

其它资源

• 阅读与SN74CB3Q3125数字总线开关相关的内容。
• 下载数字总线开关选型指南。
• 进一步了解TI的数字开关产品和开关与复用器。
• 查看这个针对具有可编程输出电压和位置编码器接口保护功能的电源的TI Designs参考设计。

审核编辑：符乾江