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[参考译文] TCA9800:TCA9800连接 RILC (允许的低电平下拉电阻)

Guru**** 2382630 points
Other Parts Discussed in Thread: LSF0102, TCA9517A, TCA9617B, TCA9509, LSF0002, PCA9515A, TCA9803, TCA9517, TCA39306
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/1465271/tca9800-tca9800-connection-rilc-low-level-allowed-pull-down-resistance

器件型号:TCA9800
主题中讨论的其他器件:TCA9509LSF0002、LSF0102、 PCA9515ATCA9803、TCA9517TCA39306、TCA9517A 、TCA9617B

工具与软件:

团队成员、您好!

我必须将1.8V I2C 主 板(新板)与2个现有的 3.3V 板(不同时)连接:

 -一块带有基于 FET 的 I2C 收发器。

 -一块带有 电压偏移 I2C 收发器的电路板

根据数据表、由于现有电路板上有上拉电阻、A 侧应连接至现有电路板。

主器件(1.8V)应连接至 B 侧。

主器件符合 I2C 标准:

VIL max <0.3VDD =0.3x1.8 = 0.54V

VIH min > 0.7VDD=0.7x1.8 = 1.26V

VOL < 0.2VDD@2mA = 0.36V@2mA

根据 TCA980x 数据表、 VIL、VOL 与主规格兼容。 但 RILC (允许的低电平下拉电阻)存在问题。

最大值应为150欧姆、而使用我的 I2C 兼容主器件时、RPD=VoL/IOL= 0.36/RILC = 180欧姆> 2mA  

我知道该值对于总线争用的情况很重要。 但在哪种情况下会发生"总线争用"? 仲裁、?

您有没有办法解决我的问题?

此致。

Sylvain

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    尊敬的 Sylvain:

    (编辑于1/23/25)

    "此设计将与数据表中的 RILC 要求不兼容。"

    IEXT 的问题是、我们不希望额外的电流流入 B 侧器件的外部电流:

    这有助于确保器件功能正常。

    此致、

    插孔

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    您好、Jack:

    很抱歉、我不理解您的回答:

    -在数据表中,有人提到 RILC 来自 ILC 而不是 IEXT。

    - ILC 参数用于确保 B 侧的低电平。 =>所以我知道如果我不尊重 RILC、不会看到 TCA980x B 侧的低电平。

     可以帮助我理解吗?

    Sylvain

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    尊敬的 Sylvain:

    您说得对-我在上一个答复中提到的基准仅与 外部上拉电阻有关、不受外部 NMOS 驱动器的影响。 是否可以将外部驱动器的 VDD 增加到>2V? 这将有效地使阻抗小于150欧姆、并符合数据表中的 Rpd 要求。  

    由于该器件支持 VCCA>VCCB 操作、因此将 I2C 主器件交换到 A 侧将消除此要求、因为 IILC/RILC 仅在 B 侧。 否则、还有其他限制较小的 I2C 缓冲器、例如 TCA9509、它在 A 侧具有失调电压。  

    此致、

    插孔

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    您好、Jack:
    谢谢你。
    请在下面找到我的答案:
    -不,不可能增加 TCA980X B 侧的"+1.8V"电压。 该电压由 I2C 主器件施加。


    -根据10.1.2.1段,我不应该把收发器与 I2C 主机在一侧,因为在现有的板上有一个基于 FET 的收发器(情况 N°1 ),需要上拉电阻器在总线上。


    - TCA9509不适合我们的设计,因为我需要低功耗 IC。 (当两个 µA 之一关闭时、静态电流应小于几 μ A)。 在这种情况下、未指定 TCA9509。 Morevover Vol 指定为非常电流(A 侧20µA)。

    此致。

    Sylvain

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    如果您只需要电平转换而不需要缓冲、请使用另一个基于 FET 的转换器、如 LSF0102或 LSF0002。 (请注意、然后所有三组上拉电阻器并联工作;检查1.8V 器件的驱动强度。)

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    您好、Clemens:

    感谢您的建议、但我认为有一个问题:

    基于 FET 的移位器的问题在于它无法消除 PCA9515A 引入的失调电压:
    VOL PCA9515A 为 0.6V (max) 、它将 由 +1.8V 侧基于 FET 的移位器传输。 I2C 主设备 VIL (0.3*1.8=0.54V)低于 PCA9515A VOL .=> VOL (PCA9515A)> VIL (I2C 主设备)。

    此致

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    尊敬的 Sylvain:

    如果不使用转换、为什么在这里使用基于 FET 的 I2C 转换器和静态电压偏移缓冲器? 是否用于3.3V 节点之间的隔离?  

    此致、

    插孔  

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    尊敬的 Jack:

    是、基于 FET 的 I2C 转换器和静态电压偏移用于隔离目的(+3.3V 和+3.3V_DISPL 电源域)。 不允许对现有的2个电路板进行修改。

    此致

    Sylvain

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    尊敬的 Sylvain:

    [报价 userid="296857" url="~/support/interface-group/interface/f/interface-forum/1465271/tca9800-tca9800-connection-rilc-low-level-allowed-pull-down-resistance 我明白这个值对于总线争用的情况很重要。 但在哪种情况下会发生"总线争用"? 仲裁、?

    多主器件环境中的仲裁是的。 但我认为数据表中最常见的是与 ACK/NACK 相关的时钟周期。 在这种情况下、主器件会从目标器件读取数据。 目标器件将在 SDA 上将其数据从 SDAA 发送到 SDAB。 当主器件需要 ACK 时、它必须有一个小于150 Ω 的 RILC 下拉电阻值、以确保在第9个时钟转换期间 ACK 位正确地从 B 侧发送到 A 侧。 我认为这就是数据表中列出150欧姆要求的原因。  

    对于图17所示的错误配置、该配置是不正确的、因为 TCA9517始终输出~ 0.52V 的电压。 由于 TCA9803的内部电流源导致其灌电流为~ 1 mA、因此 RILC 的粗略计算结果为要求0.52V / 0.001A = 520 Ω>> 150 Ω。  

    关键问题是、根据下表、从数据表的角度来看、您的主器件没有< 150 Ω RILC 的驱动强度要求:  

    在 VDD = 1.8V 时、VOL2 = 0.2 x 1.8V = 0.36V。 这是在 Isink = 2mA 时测量的、因此 RILC = 0.36V / 2 mA = 180 Ω。  

    我的问题是、当 Isink 为1 mA 时、我们是否有主器件的 VOL2输出电压数据? TCA9803对 IILC 的要求是1 mA (来自内部电流源)。  

    @、如果 VDD <= 2V、Δ I 1mA 灌电流、VOL = 0.15V max、则 RILC 变为 RILC = 0.15V / 0.001A = 150 Ω。 我们是否确定在1 mA 电流下灌入的 VOL2大于0.15V?  

    我现在就在办公室里。 今天或明天、我将介绍 ICCQ 电流测试。  

    此致、

    Tyler

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    您好、Tyler:

    在1mA 上未指定主器件。  该器件的数据表中提供的唯一信息是:"I2C 旨在与 I2C 总线规范兼容"。 这就是我向您分享了 Vol2表(摘自 NXP I2C 规范 UM10204)的原因。

    注意:如果 IC 无法用于我的设计、则没有必要进行 Icc 测量。

    此致。

    Sylvain

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    尊敬的 Sylvain:

    此时、根据您提供的主 PD 强度表格、我无法100%确认电阻是否足以满足 PD 要求。 因此、从数据表的角度来看、我得说 TCA9803可能与您的设计不兼容、因为其电阻高于150欧姆。  

    这里是否绝对需要缓冲? PCA9515A 的需求是什么? 该器件似乎阻止了设计使用 TCA39306将3.3V 转换为1.8V。  

    此致、

    Tyler

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    H Tyler、

    感谢您的反馈。

    PCA9515A 安装在现有板上、 我的新设计应 与该现有板兼容。 DE 无法修改它。

    主要问题是现有电路板上的 PCA9515A 会引入失调电压(Vol@10µA 或6mA:0.6V)。  

    如果我在板上使用"无源"电平转换器、此失调电压将 传输到+1.8V 侧。

    I2c 主机 VIL (0.3*1.8=0.54V ):   VOL [ PCA9515A@3.3V ]> VIL [ master@1.8V  => KO!!

    这就是为什么我尝试使用缓冲区,但它不是强制性的,如果你有另一个解决方案 ..

    总之、需要:

    -使用  两个现有的 3.3V I2C 电平板(不同时),将1.8V I2C 主电平从一个新的板 上调整:一个板是基于 FET 的 I2C 收发器(案例1 )/第二个板是基于电压转换 I2C 收发器(案例2 )。

    -当~关闭时,+1.8V 侧的低功耗(<µA Ω 和几百 μ A )。

    此致

    Sylvain

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    Sylvain

    对于案例1、TCA39306等电平转换器应该会工作。  

    对于第2种情况、我知道由于1.8V 控制器的 VIL 限制、电压失调更麻烦。 这意味着我们不能在控制器和 PCA9515A 之间使用基于 passFET 的电平转换器。  

    因此、我们需要使用缓冲器来调整失调电压。  

    我知道您曾经说过 VOL 失调电压与 I2C 标准兼容、但我们是否有您正在使用的控制器的数据表? 也许它的驱动能力与 TCA9803略有不同。  

    TCA9803似乎是在此特定场景中适用的唯一缓冲器类型。 我已经检查了我们提供的其他缓冲器、例如 TCA9517、TCA9517A、TCA9617B、TCA9509、但所有这些缓冲器都具有大偏移或不正确的缓冲器配置、这些配置在本设计中不起作用。  

    我们可以再次仔细检查一下控制器的器件特性吗?  

    此致、

    Tyler

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    您好、Tyler:

    我同意您的意见... 在将此主题发布到论坛之前、我曾经检查过是否有其他 TI IC 适用于这2种情况。 遗憾的是、没有。

    控制器(I2C 主器件)是基于 IMX 8M Mini 处理器的 SOM。 I2C 特性如下定义:

    这就是我与您分享 IC 规范(UM10204)中的数据的原因。

    此致

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    Sylvain

    感谢您提供的信息。 仅根据数据表、由于 RILC 限制、我无法保证 TCA9803在工艺、电压和温度范围内都将"始终"在您的系统中工作。  

    但是、如果您想验证 TCA9803以确定您的控制器是否有效(因为我们不知道1 mA 上的 VOL)、则可以跨所需的变量进行测试、确定 TCA9803是否是适合您的设计的优秀、强大的解决方案。  

    这是我可以在不超出数据表和 I2C 标准范围的情况下想象的最佳方法。  

    此致、

    Tyler

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    非常感谢 Tyler、

    但是、如果不能保证 TCA98063始终在我的系统中正常工作、我就无法使用此 IC。

    此致

    Sylvain