利用自动检测技术简化电压转换挑战-电子发烧友网

当今的模块化、可扩展微处理器和微控制器系统采用了各种低 I/O 和内核电压。因此，想要高效地连接数据和控制接口，尤其是与较旧的传统外设连接，可能会面临一定的挑战。为了克服了这一问题，Nexperia(安世半导体)的自动检测产品组合提供一个灵活的集成电压转换接口，可用于高速推挽缓冲和开漏应用。

在过去的十年中，用于微控制器和微处理器系统的 CMOS 技术发生了重大变化。当前的需求包括更小的系统、更长的电池续航时间以及总体减少的物料清单(BOM)，受此推动，使用更低电压和更低功耗 I/O 标准(低至 0.7 V )的高性能系统正呈指数增长。这些低电压/低功耗趋势不仅在便携式和可穿戴市场应用中盛行，在工业和汽车系统中同样不可阻挡。

混合使用 I/O 电压和电源已经成为当今应用的固有要求。例如，内核数字控制和数据处理子系统通常使用 1.2 V 或更低的电源电压。但是，与这些数字器件交互的大多数模拟和混合信号外设都在 3.3 V 甚至 5 V 电压下运行。要将多个在不同电压域中工作的信号和设备连接起来，需要通过多个电压转换器来桥接器件、信号和 I/O ，这会产生复杂的系统要求。

解决日益复杂的多电压系统问题

当然，任何电压差都可以通过使用单个转换器(电平转换器)来解决，因此混合电压系统可以按预期进行互操作。但是，当一个(主)微控制器和多个具有不同电压电平的从机(外设)需要通过异步双向接口发送和接收数据时，就可以使用集成转换器来降低复杂性。

随着新信号标准的不断涌现，当下的许多系统都利用了显著更快的数据速率，通常超过 100 Mbps ，并且需要支持极低的传播延迟和通道间传播偏差。对于消费电子产品或电信接口，例如管理数据输入输出(MDIO)和安全数字输入输出(SIDO)，情况更是如此。因此，当需要高速、双向、多电压电平转换时，Nexperia(安世半导体)的自动检测产品组合(LSF010X、NXS010x和NXB010x)可为工程师提供经济高效的小尺寸解决方案，帮助其简化设计。

产品组合中的所有器件均配备宽电压范围，通过单一器件解决方案，即可应对新旧处理器以及外设的广泛组合。为这些双向收发器添加自动方向检测功能后，便无需外部方向引脚。该技术不仅能够很好地与最新的低压微处理器搭配使用，实现各种逻辑器件的数据流入和流出，还有助于在空间受限的设计中进一步减少 BOM。

△ 与多个在不同电压电平下工作的I2C从机通信

优化接口性能

随着各类应用中需要转换的数据线数量不断增加，集成电平转换解决方案的内在价值也逐渐凸显。通过迁移到集成解决方案可以节省大量 BOM ，不仅如此，这些转换器还能有效消除使用多个独立转换器时可能发生的时序或可靠性问题。

另外，Nexperia(安世半导体)还优化了其 1、2、4 和 8 位自动检测产品组合，以满足不同的接口需求。例如，NXS/LSF 器件可用于推挽缓冲和开漏应用，使其非常适合简单的 IC 到IC接口，例如 I2C、SMBus、PMBus、1-wireBus、GPIO、显示模块等。NXB 器件亦可用于高速推挽拓扑。它们可提供出色的信号完整性，因此更适合用于端口通信，包括 HDMI、SPI、UARTS 和 USB。此外，Nexperia(安世半导体)的专利 NXS 架构有助于避免反射，并提高了驱动能力，适合驱动长达 1 米的较长走线。