利用自動檢測技術簡化電壓轉(zhuǎn)換挑戰(zhàn)

在過去的十年中，用于微控制器和微處理器系統(tǒng)的 CMOS 技術發(fā)生了重大變化。當前的需求包括更小的系統(tǒng)、更長的電池續(xù)航時間以及總體減少的物料清單（BOM），受此推動，使用更低電壓和更低功耗 I/O 標準（低至 0.7 V ）的高性能系統(tǒng)正呈指數(shù)增長。這些低電壓/低功耗趨勢不僅在便攜式和可穿戴市場應用中盛行，在工業(yè)和汽車系統(tǒng)中同樣不可阻擋。

混合使用 I/O 電壓和電源已經(jīng)成為當今應用的固有要求。例如，內(nèi)核數(shù)字控制和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)通常使用 1.2 V 或更低的電源電壓。但是，與這些數(shù)字器件交互的大多數(shù)模擬和混合信號外設都在 3.3 V 甚至 5 V 電壓下運行。要將多個在不同電壓域中工作的信號和設備連接起來，需要通過多個電壓轉(zhuǎn)換器來橋接器件、信號和 I/O ，這會產(chǎn)生復雜的系統(tǒng)要求。

解決日益復雜的多電壓系統(tǒng)問題

當然，任何電壓差都可以通過使用單個轉(zhuǎn)換器（電平轉(zhuǎn)換器）來解決，因此混合電壓系統(tǒng)可以按預期進行互操作。但是，當一個（主）微控制器和多個具有不同電壓電平的從機（外設）需要通過異步雙向接口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時，就可以使用集成轉(zhuǎn)換器來降低復雜性。

隨著新信號標準的不斷涌現(xiàn)，當下的許多系統(tǒng)都利用了顯著更快的數(shù)據(jù)速率，通常超過 100 Mbps ，并且需要支持極低的傳播延遲和通道間傳播偏差。對于消費電子產(chǎn)品或電信接口，例如管理數(shù)據(jù)輸入輸出（MDIO）和安（找元器件現(xiàn)貨上唯樣商城）全數(shù)字輸入輸出（SIDO），情況更是如此。因此，當需要高速、雙向、多電壓電平轉(zhuǎn)換時，Nexperia（安世半導體）的自動檢測產(chǎn)品組合（LSF010X、NXS010x和NXB010x）可為工程師提供經(jīng)濟高效的小尺寸解決方案，幫助其簡化設計。

產(chǎn)品組合中的所有器件均配備寬電壓范圍，通過單一器件解決方案，即可應對新舊處理器以及外設的廣泛組合。為這些雙向收發(fā)器添加自動方向檢測功能后，便無需外部方向引腳。該技術不僅能夠很好地與最新的低壓微處理器搭配使用，實現(xiàn)各種邏輯器件的數(shù)據(jù)流入和流出，還有助于在空間受限的設計中進一步減少 BOM。

△ 與多個在不同電壓電平下工作的I2C從機通信

優(yōu)化接口性能

隨著各類應用中需要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)線數(shù)量不斷增加，集成電平轉(zhuǎn)換解決方案的內(nèi)在價值也逐漸凸顯。通過遷移到集成解決方案可以節(jié)省大量 BOM ，不僅如此，這些轉(zhuǎn)換器還能有效消除使用多個獨立轉(zhuǎn)換器時可能發(fā)生的時序或可靠性問題。

另外，Nexperia（安世半導體）還優(yōu)化了其 1、2、4 和 8 位自動檢測產(chǎn)品組合，以滿足不同的接口需求。例如，NXS/LSF 器件可用于推挽緩沖和開漏應用，使其非常適合簡單的 IC 到IC接口，例如 I2C、SMBus、PMBus、1-wireBus、GPIO、顯示模塊等。NXB 器件亦可用于高速推挽拓撲。它們可提供出色的信號完整性，因此更適合用于端口通信，包括 HDMI、SPI、UARTS 和 USB。此外，Nexperia（安世半導體）的專利 NXS 架構有助于避免反射，并提高了驅(qū)動能力，適合驅(qū)動長達 1 米的較長走線。

△ NXS0101 △ NXB0101

產(chǎn)品系列對比