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[参考译文] PCA9306:适用于1.8V和lt;-> 3.3V,2.5 MHz以太网MDIO/MDC?

Guru**** 1965095 points
Other Parts Discussed in Thread: PCA9306, LSF0102
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/interface-group/interface/f/interface-forum/584378/pca9306-suitable-for-1-8v---3-3v-2-5-mhz-ethernet-mdio-mdc-usage

部件号:PCA9306
主题中讨论的其他部件: LSF0102

您好,

PCA9306通常用于100-400 kHz漏极开路I2C接口,但数据表在9.2 .2.1 和9.2 PCA9306节中提到,它适用于更高频率和推挽式接口,假设频率小于2.3 9306带宽的1/5,推挽式是单向的。

您认为PCA9306是否适合于以太网MDIO应用程序,以及/或者您是否看到此应用程序已成功实施?

MDIO有两条线路:一条来自主机的推拉式MDC (2.5 MHz时钟)和一条漏极开路的双向MDIO总线。 该规格似乎不包括所需的上升/下降时间,因此假设总线电容足够低且上拉强度足够,我认为这不是一个问题。 推拉信号是单向的,因此在下游设备侧上拉应该可以。

谢谢!

乔纳森

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    您好Jonathan:

    要回答您的问题,是的,PCA9306适用于以太网MDIO应用程序,并且已成功实施。

    首先,关于带宽,您是正确的。 可靠通信的目标是在基本时钟频率的第5谐波处具有大于-3dB的带宽。 数据表的图3给出了带宽曲线,该曲线显示-3dB膝关节的带宽大于100Mhz,并且可以轻松处理2.5MHz MDC时钟信号的第5谐波12.5MHz。

    关于上拉电阻器,数据表留下了一些空间,可能会导致以下两项陈述混淆,我将尝试澄清这两项陈述。

    在9.1 第1节中,“与标准I2C系统一样,上拉电阻器需要在转换器总线上提供逻辑高电平。 这些上拉电阻器的大小取决于系统,但中继器的每一侧必须有上拉电阻器。'

    在第9.2 节中,2.1 指出" I2C总线主输出可以是推拉式或漏极开路(可能需要上拉电阻器),I2C总线设备输出可以是图腾柱式或漏极开路(需要上拉电阻器才能将SCL2和sda2输出拉至Vdpu)。 但是,如果任一输出为推挽式,则数据必须是单向的,或者输出必须具有三态能力,并由某种方向控制机制控制,以防止在任一方向出现高到低的争用。 如果两个输出均为漏极开路,则无需方向控制。

    由于我们正在讨论MDC时钟信号,我将在描述中使用SCL1/SCL2针脚。 但这只是一种命名约定,从物理角度看,SCL和SDA引脚之间没有区别。

    将SCL1和SCL2引脚之间的FET可视化,其中源连接到SCL1,漏极连接到SCL2,栅极连接到EN引脚。 此外,从数据表中,EN和VREF2 (排卸)连接到Vdpu。

    对于推挽式应用,只要数据是单向的,并流入器件的SCL1侧和从SCL2侧流出,就可以从器件的SCL1侧卸下上拉电阻器。 当MDC信号被拉为"低"时,SCL1基本上接地,并且FET的Vgs大于阈值,在漏极(SCL2)和源(SCL1)之间建立通道。 此时,电流将开始向下拉SCL2侧。

    当MDC信号被推至"高"时,Vgs将小于阈值,且SCL1和SCL2之间的信道将会消散。 然后通过SCL2上所需的上拉将SCL2拉高。

    需要注意的是,即使SCL1引脚驱动高低,当信号为"低"时,它仍需要吸收器件SCL2端所有上拉电阻的电流。 应选择上拉电阻的值,以使其不超过MDC源的当前接收器规格。

    最后,我想澄清的最后一点是,装置的SCL及SDA通道是互相独立的。 "如果任一输出为推拉式,则数据必须是单向的..."这句话基于每个通道。 这意味着MDC信号可用于推挽式配置,而MDIO可用于在PCA9306设备两侧上拉的漏极开路配置中,没有任何问题。

    我也不记得MDIO规范中的特定上升/下降时间,但我相信总线电容是指定的。 根据个人经验,我也知道巴士的总长度是非常重要的,而且必须足够短,以便不引入反射。 使用某些电平自动感应双向电平转换器时,反射会导致方向切换,从而损坏仍在尝试传输的数据。 但是,只要您的总线运行良好,PCA9306就应该是适合您应用的好设备。

    我希望这份详细的答复能解答您的所有问题和顾虑。

    此致,
    乔纳森
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    你好,Jonathan:

    非常感谢您的详细答复-除了最终结果之外,它还帮助我更好地理解零件(PCA9306 =在这种情况下正常)。

    两个快速跟进问题:

    1. 如果时钟速度从2.5 MHz提高到10 MHz,PCA9306是否仍然正常? 根据 第1/5条经验法则,图3中的-3 dB点如何允许高达50 MHz,我假设答案是肯定的。
    2. 您提到不太理想的总线(大量端点,长轨迹)可能会导致自动感应双向电平转换器出现一些问题。 在这种不太理想的情况下,LSF0102是否有任何东西会使其比PCA9306更'强大',并且更不容易发生方向错误变化?

    谢谢!

    乔纳森

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    你好,Jonathan:

    1.是的,我认为如果您将时钟速度扩展到10MHz,根据已发布的信息,您就可以了。  我个人没有尝试过这么快的速度,所以我无法肯定地与100 % 说话。  但从带宽曲线来看,这应该是可行的。  对于您的实际总线,还需要考虑其他因素,例如总线电容和负载以及上拉电阻强度等。  其他一些参数可能会规定您可以达到的最大速度,因此可能值得快速评估。

    2.不是,LSF0102和PCA9306是非常相似的器件,其中任何一种都应在您的应用中同样出色。  关于我对导致错误方向更改的反射的评论,PCA9306或LSF0102可能不像其他具有不同架构的级别转换器那样容易受到问题的影响。  例如,TXS0108设备使用边缘速率加速器(一次激发)来提高整体数据速率。  。  这些问题可能与反思有关。  但是,PCA9306和LSF0102具有更简单的体系结构,一旦电压再次超过阈值,应能迅速恢复。

    此外,为了澄清我之前对液位转换如何发生的描述,FET没有专用的源或排放侧。  设计是这样,如果任一端被拉至低于阈值电压,则FET将被禁用。  当MDC数据为推/拉时,数据是单向的,可以假定源侧来自控制器侧。  但是,当数据是双向的并且两侧都有上拉时,设备两侧的电压转换将导致FET响应,就像该侧是“源”侧一样。

    此致,

    乔纳森

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    完美,再次感谢您的背景和对两个部分的深入了解。 看起来两者都很合适,LSF0102对于具有更高时钟速度和/或更低输入电压的不同应用来说,可能更适合于未来,但PCA9306在这里对于10 MHz MDIO可以正常工作。

    乔纳森
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