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[FAQ] I2C 应用应该使用什么模拟开关/多路复用器?

在寻找 I2C 模拟开关/多路复用器时,了解 I2C 标准的一些规范非常重要:

  • 两线制开漏协议
  • 电压电平:2V、1.8V、3.3V 和 5V
  • 频率:通常约为 400kHz,但在独特情况下可达到 5MHz
  • 最大总线电容:标准模式和快速模式为 400pF,超快速模式最高为 550pF

了解上述知识并知道 I2C 是一种两线制开漏协议后,利用以下面向模拟开关/多路复用器的 4 个关键规格,可帮助您为系统选择正确的器件:

  1. 模拟开关/多路复用器的配置。如前所述,I2C 是一种两线制协议,因此需要一个双通道器件。要在两个外设总线或两个控制器之间进行多路复用,应在控制器和外设之间放置一个 2:1 器件。因此,需要一个双通道 2:1 器件。您本身并不仅限于使用 2 个外设/控制器。随着外设/控制器数量的增加,配置也会增加,但通道数量将保持不变。(即 4 个外设需要一个双通道 4:1 器件。)
  2. I2C 的电压电平可能为2V、1.8V、3.3V 或 5V,因此选择一个能够支持系统提供上述 I2C 电平的器件非常重要。
  3. 模拟开关/多路复用器的导通电容。I2C 标准规定标准和快速模式的最大总线电容为 400pF,超快速模式的最大总线电容为 550pF。虽然这样可以留出一定的裕度,但最好仍然尝试尽可能地减小从多路复用器本身积累的电容。模拟开关/多路复用器可向系统添加的电容大小会因使用情况而异,但在选择用于开关 I2C 信号的模拟开关/多路复用器时,应考虑到这一点。
  4. 这里,带宽通常不会成为限制因素,但最好仍进行检查。I2C 标准频率为 100kHz,快速模式下为 400kHz,高速模式下为4Mhz,而超快速模式下为 5MHz。这些频率相对较低,而 TI 的所有模拟开关/多路复用器都将能够支持最快的 I2C 信号。

 

下表推荐了一些可在数据信号路径上传递 I2C 信号的多路复用器。这些器件通过 GPIO 控制。对于通过 I2C 输入控制的器件,请参阅 I2C 开关和多路复用器。下面并不是支持 I2C 信号的器件的详尽列表。表格底部提供的链接包含更多可用于 I2C 的器件。

用于 1个控制器到 2个外设总线或 2个控制器到 1个外设总线的 I2C兼容开关

 

I2C电压电平

电源电压电平

器件

特性

封装

封装尺寸(长 x宽)

 

1.2V

1.8V

3.3V

5V

1.8V

3.3V

TS3A5223

1.8V 兼容控制输入

断电保护

UQFN

1.8mm x 1.4mm

 

1.8V

3.3V

5V

TS5A23159

断电保护

UQFN

1.8mm x 1.4mm

VSSOP

3.0mm x 3.0mm

1.8V

3.3V

5V

TS5A23157-Q1

通过汽车认证

VSSOP

3.0mm x 3.0mm

适用于开关 I2C 信号的其他选项

 

对于需要连接/断开 I2C 总线而不进行多路复用的情况,TS5A23166、TMUX1121 或 TMUX1122 等双通道 1:1 器件都可以支持这一需求。**有关 I2C 总线的更多信息,请参阅认识 I2C 总线、I2C 总线上拉电阻器计算和TI 高精度实验室 – 开关和多路复用器:如何为 I2C 应用选择正确的信号开关

Annie Liu:

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