【導(dǎo)讀】當(dāng)我第一次看到數(shù)字總線(xiàn)開(kāi)關(guān)時(shí),我實(shí)在想不出這些開(kāi)關(guān)到底有啥用。幸運(yùn)的是,現(xiàn)在我知道了這些開(kāi)關(guān)的多種使用方法;我想在這里與你分享其中一種方法。我將描述單個(gè)控制器上復(fù)用多個(gè)器件的步驟和相關(guān)考慮。你可以將這個(gè)技巧用于任意類(lèi)型的通信總線(xiàn),不過(guò)我還是將以USB為例進(jìn)行說(shuō)明。
首先,我想稍微談一談“數(shù)字總線(xiàn)開(kāi)關(guān)”的定義。我們先將注意力放在這個(gè)名稱(chēng)的最后部分。說(shuō)到底,它只是一個(gè)開(kāi)關(guān)。它使你能夠用數(shù)字的方法,將電路中的一個(gè)連接打開(kāi)和關(guān)閉。圖1顯示的是與一個(gè)開(kāi)關(guān)等效的電路。
圖1:?jiǎn)瓮ǖ罃?shù)字總線(xiàn)開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)化示意圖
通過(guò)輸出使能引腳 (OE),用電壓來(lái)控制這個(gè)開(kāi)關(guān);只需在高電平關(guān)閉開(kāi)關(guān),在低電平時(shí)打開(kāi)開(kāi)關(guān)。(對(duì)于低電平有效OE引腳來(lái)說(shuō),恰恰相反;這些引腳上通常會(huì)有標(biāo)簽進(jìn)行標(biāo)注。)RON 是開(kāi)關(guān)的內(nèi)部電阻。A和B到開(kāi)關(guān)的兩個(gè)連接點(diǎn)。
未在圖1中顯示的是傳播延遲,它是輸入信號(hào)到達(dá)輸出所需的時(shí)間,通常在開(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)表中用tpd 表示。
通常說(shuō)來(lái),數(shù)字總線(xiàn)開(kāi)關(guān)內(nèi)部有很多的開(kāi)關(guān),這些開(kāi)關(guān)使它們能夠控制(你猜到了)數(shù)字總線(xiàn)。
圖2:將2個(gè)USB器件復(fù)用至單個(gè)USB控制器
圖2顯示的是使用一個(gè)數(shù)字總線(xiàn)開(kāi)關(guān)來(lái)將2個(gè)USB器件復(fù)用至單個(gè)USB控制器(USB2.0標(biāo)準(zhǔn))的基本布局布線(xiàn)。在使用這個(gè)拓?fù)鋾r(shí),你每次只能與一個(gè)器件通信。
在任何的邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,需要考慮很多重要的值。歸根結(jié)底,這些值就是對(duì)電壓、電流和定時(shí)的要求。表1中列出了針對(duì)這一特定系統(tǒng)的要求。
Requirement
Value
Voltage
0V to 3.3V
Continuous current
18mA
Maximum frequency
240MHz (480Mbps)
表1:示例系統(tǒng)要求
如果你想進(jìn)一步了解數(shù)字總線(xiàn)開(kāi)關(guān)的話(huà),請(qǐng)參見(jiàn)使用說(shuō)明書(shū)數(shù)字總線(xiàn)開(kāi)關(guān)選型指南。在這份選型指南中,你可以使用圖3來(lái)為這個(gè)用例輕松選擇一個(gè)開(kāi)關(guān)。
圖3:數(shù)字總線(xiàn)開(kāi)關(guān)系列支持的電壓和頻率
3個(gè)系列支持3.3V運(yùn)行,但只有其中一款器件能夠處理200MHz以上的頻率:那就是CB3Q。在TI.com內(nèi)快速搜索可以得到這一系列中可以提供的18款產(chǎn)品的列表,針對(duì)你的應(yīng)用,推薦使用SN74CB3Q3125,這是因?yàn)檫@款器件能夠切換4條數(shù)據(jù)線(xiàn)路。
圖2的初始電路原理圖和SN74CB3Q3125的唯一區(qū)別就是它為每條通道單獨(dú)啟用一個(gè)輸出,而不是將一對(duì)輸出接在一起。這是一個(gè)簡(jiǎn)單修改考慮,你只需將所需的使能線(xiàn)路接在一起。
圖4:將2個(gè)USB器件復(fù)用至一個(gè)控制器時(shí)的SN74CB3Q3125接線(xiàn)
圖4顯示的是所選芯片上能夠?qū)崿F(xiàn)此功能的連接。這里的選擇線(xiàn)路有一個(gè)變換器,不過(guò)其它安排也可實(shí)現(xiàn)相似功能,只要每次只啟用一條通道即可。
數(shù)字總線(xiàn)開(kāi)關(guān)是多用途器件;這種器件能夠?qū)崿F(xiàn)隔離,以及多線(xiàn)制通信通道的手工復(fù)用。通過(guò)擴(kuò)展這個(gè)裝置,你可以將任意數(shù)量的外設(shè)連接至單個(gè)控制器。