发布于：2006/8/15 10:48:46 | 337 次阅读
现在电子产品需要体积更小、速度更快、功能更强的元器件。最近几年，在数字总线开关领域，出现了新型的总线开关技术，它们具备以下特点：负尖峰保护的性能有了改进、采用球栅阵列(BGA)封装、总线位数可配置并且改进了电平转换的性能。
Sean Clark
Richard Whitcomb
王蔼伦
美国快捷半导体公司
Email: helen.wong @fairchildsemi.com
标准的总线开关是一只导通电阻R
" hspace=12 src="https://www.icembed.com/UploadFiles/200681292549734.JPG" align=right vspace=12 border=0>
负电压尖峰保护的改进
总线开关是隔离数字信号的理想部件。事实上，“总线开关”这个词是由于这种器件的一般用途而产生的。然而，当一个标准的总线开关经受到极性为负的瞬变尖峰电压时，不论它出现在晶体管的漏极还是出现在源极，都会形成一个不希望存在的导通路径，它会使开关进入导通状态。当开关导通时，负尖峰会传送到被开关所隔离的另外一侧，结果影响到数据信号，引起系统出现故障，甚至会损坏一些敏感的器件。
总线开关是否会感受到负尖峰电压，系统设计起着主要作用。通常在系统中很难避免出现负尖峰电压，或者由于存在固有的噪音，负尖峰电压不可避免，因此需要作一些折衷。例如，使用反射波设计的系统，像PCI总线，或者经常进行热插拔的系统。
总线开关制造商和系统设计人员都认识到上述问题，设计了一系列可以在噪音环境下工作，并且具有负尖峰保护功能的开关。这些具备负尖峰保护功能的开关在遇到极性为负的瞬变电压时，仍然维持截止状态。负尖峰保护有几种方案，可以保证在出现-2.0V的负尖峰时起到保护作用。这些保护方案是：充电泵、串联开关、肖特基箝位二极管和UHC(强化的负尖峰保护电路)
图1为各种方案的保护效果图，在开关堵塞、输入一系列仿真负尖峰的电压(幅度从0V至-2.0V)的情况下，比较了输出端的电压。
球栅阵列(BGA)封装
随着系统功能的增多、系统尺寸的缩小，要求总线开关的尺寸更小，同时又要求增加位数，这是系统设计人员非常希望和需要的。总线开关与球栅阵列封装技术两者结合起来，可以缩小电子产品的尺寸，同时增加更多的功能。
例如，在一台普通的笔记本计算机中，连接器需要接通或切断80位字宽的数据。标准的、使用引线的方案需要两个采用QVSOP封装的32位总线开关，一个使用TSSOP封装的20位总线开关，占用的面积总共是417.4 mm2。相比之下，使用两个BGA封装40/48位的总线开关，占用的面积总共是176 mm22。在这个例子中，BGA封装使PCB缩小了60%。
位数可配置的器件
在总线开关技术方面，最近出现的新进展是把BGA封装技术和可配置总线开关结合起来。利用这项新技术制造的高位数可配置总线开关有许多用途。用这种器件，设计工程师在布置印制电路板时可以有更多的选择。这种可配置的总线开关是20位的器件，采用BGA54封装，它可以配置成为五个4位、四个5位、两个10位、一个16位或者一个20位的总线开关。可配置开关还有40/48位的，它们采用BGA114封装(图2)。此外，这些器件可以选择输入为5 V，输出为3 V的电平转换。
可配置总线开关的优点在于，它能够取代位数不同的各种总线开关器件。在前面讲到的笔记本计算机这个例子中，设计人员可以用两个器件代替3个器件，从而减少电路板面积，同时维持电路板的通讯协议不变。在一个典型的服务器的印制电路板上有11个10位的总线开关，可以用3个40位可配置的器件来代替。同时，电路的其它部分继续是以10位来交换数据。
在电平转换方面的改进
总线开关的另一个作用是进行电平转换，把输入的5.0V电平转换为3.3V输出。由于总线开关几乎不消耗功率(ICC≤10μA)，延迟时间几乎可以忽略(tPD≤250 ps)，这些器件可以确保电平转换对电路工作所产生的影响很小。电平转换总线开关的作用是把工作在5.0V的器件与工作在3.3V的器件连接起来。随着电子器件变得更小，更多地使用电池提供电能，电平转换变得更加重要。
在普通的总线开关中，所用电平转换方案是一个内部或者外接的二极管，它把5.0V输入电平转换为3.3V输出。这些内部的二极管或外接二极管在下面三种情况下不能奏效：输入的上升沿或者下降沿的变化速度超过4ns，输入信号频率超过10 MHz，位数超过20位。对于高阻抗电路，尤其在没有直流到地通路的情况下，这些问题会变得更加突出。不论是上面说的那一种情形，容性耦合到栅极的电荷不能够通过电平转换二极管从电源放电。这些电荷会使输出电平增高到VCC，甚至高于VCC，结果电路的输出端大约是5.0V，而不是所希望的3.3V。
电平过高对电路造成的影响有：系统出现故障，组件的寿命缩短，估计会使组件的寿命从十年缩短到只有一年，有时甚至马上失效。这些半导体器件的寿命可以用工业标准中由于电压过载以与有关温度影响的可靠性概率密度公式来估计，例如用Black公式来估计它们的寿命。在连续经受电压过载时，三种不同的栅极氧化层的估计寿命如图3所示。
增强型总线开关不仅可以进行电平转换，同时能防止对组件造成长期性的损坏。这种新型总线开关的特点是不会使系统蒙受出现故障的危险，而且也不会由于电压过高而降低组件的寿命。电路中包括电压基准、一个电流放大器以及为容性耦合而产生的栅极电荷放电的通路。
发展趋势
整体地讲，总线开关封装技术与电子业封装技术的发展趋势是类似的：更小的尺寸，更多的功能。在更小的封装中放进去更多的位，使用BGA封装的总线开关朝这个方向迈进了一步。人们在探索的其它封装技术包括芯片级封装(CSP)，该封装把芯片直接封装在印制电路板上。在这种封装中，引线架是放在封装的上部。所有这些不同的封装技术可以节省更多空间，同时可以改善器件与电路板之间的散热条件。简而言之，总线开关的发展趋势是：更多的位数、更小的体积。
作者简介：
Sean Clark是快捷半导体公司应用工程师；Richard Whitcomb是产品业务经理，王蔼伦是接口与逻辑部亚太区业务经理。
近年来智能网联汽车快速发展，新技术不断涌现，与相关产业融合度持续提升，正在推动全球汽车产业发生深刻变革。为应对此种形势，欧、美、日等汽车工业发达国家和地区都加大了智能网联汽车的国际标准法规协调的参与力度，在联合国世界车辆法规论坛(UN/WP.29)和国际标准化组织(ISO)层面，智能网联汽车相关国际标准法规协调活动正快速推进。 为更有效地支撑上述组织的国际标准法规协调活动，2017年全国汽车标准
0215jiejie
|
发布于：2022-12-01
0评论
0赞
据苹果官网，苹果推出搭载M2芯片的新款iPadPro。 11英寸wifi版起售价为799美元，wifi+蜂窝网络版起售价为999美元；12.9英寸wifi版起售价为1099美元，wifi+蜂窝网络版起售价为1299美元。
0215jiejie
|
发布于：2022-10-19
0评论
0赞
全球五大车展之一巴黎车展时隔四年再度启幕。在这场被视为“全球汽车行业风向标”的盛会上，国内外汽车品牌云集，长城汽车、比亚迪等再次领衔中国汽车出海。 长城汽车欧洲区域总裁孟祥军表示：“欧洲是长城汽车最重要的海外市场之一，巴黎车展是长城汽车向欧洲市场展示GWM品牌和产品的最佳机会。长城汽车正在研究汽车行业碳排放的整个生命周期，到2025年，将推出50多款新能源产品，全力支持可再生能源使用，为全球用户
0215jiejie
|
发布于：2022-10-19
0评论
0赞
针对通配烟弹厂商的一系列诉讼的结果，将对生产通配烟弹的品牌未来在电子烟行业的发展产生深远影响。 10月1日，《电子烟强制性国家标准》正式实施，中国电子烟监管全面生效。而在电子烟行业进入规范化、法治化阶段前夕，一场围绕着通配烟弹的争论在行业里发酵。 “通配”是电子烟从业者约定俗成的概念。换弹式电子烟由烟杆和烟弹组成，“通配”烟弹指的是非品牌商生产、可与品牌烟杆匹配使用的烟弹。多位业内人士表示，被
0215jiejie
|
发布于：2022-10-19
0评论
0赞
采用金属感应引脚，专用于大电流应用中进行精确测量 全新分流电阻器专为电池管理系统、大电流工业控制和电动汽车充电站 提供高可靠性、高成本效益的解决方案 美国柏恩Bourns全球知名电子组件领导制造供货商，宣布新增12款CSM2F系列功率分流电阻器，扩展其产品组合。全新系列采用铆接通孔金属传感引脚，可满足大电流应用中对电压测试点精确定位日益增长的需求。最新型Bourns?CSM2F系列分流电阻器
0215jiejie
|
发布于：2022-10-18
0评论
0赞
元宇宙是个筐，啥都往里装，但区别在于有的像聚宝盆，有的像垃圾桶。国庆假期刚结束，中青宝“90后”董事长李逸伦便亲自上阵，玩起了元宇宙婚礼。靠着老板首秀和代言，中青宝顺势推出“MetaLove元囍”App，正式进军元宇宙婚礼赛道。 就产品而言，如同其他元宇宙产品，李逸伦的元宇宙婚礼“新奇与吐槽齐飞”：有人说是有趣的尝试，有人则认为像QQ炫舞结婚系统。要知道，QQ炫舞是一款推出了十余年的老游戏。
0215jiejie
|
发布于：2022-10-13
0评论
0赞
截至8月末，中国5G基站总数达210.2万个，中国5G发展已经进入下半场。随着5G加速融入千行百业，互动直播、vCDN、安防监控等场景率先大规模落地，车联网、云游戏、工业互联网、智慧园区、智慧物流等场景也快速走向成熟，这些更大流量、更低时延、更高性能的场景涌现，对边缘计算的刚性需求势必爆发。 GrandViewResearch预测，即使在新型冠状病毒肺炎疫情肆虐全球的背景下，边缘计算和5G网络市
0215jiejie
|
发布于：2022-10-13
0评论
0赞
商务部回应美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”
商务部新闻发言人10日就美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”应询答记者问。 有记者问：近日，美国商务部在半导体制造和先进计算等领域对华升级出口管制措施。同时，在将9家中国实体移出“未经验证清单”过程中，又将31家中国实体列入，请问中方对此有何回应？ 对此，商务部新闻发言人回应称，中方注意到相关情况。首先，通过中美双方前一阶段共同努力，9家中国实体zui终
0215jiejie
|
发布于：2022-10-13
0评论
0赞
今年1月，奔驰带来了VISIONEQSS概念车，其中控台采用了一块完全无缝的47.5英寸曲面显示屏，横贯整个A柱，令人印象深刻。今天，TCL华星正式官宣与奔驰达成合作，并认领了VISIONEQSS上这块全球首款横贯整个A柱曲面的车载显示屏。 根据TCL介绍，这款显示屏采用了完全无缝的超薄一体化设计，将仪表盘、中控与副驾娱乐显示融为一体，并能够与3D实时导航系统相辅相成。 同时，这块显示屏还采用
0215jiejie
|
发布于：2022-10-12
0评论
0赞
国庆假期后首日开盘，上证综指时隔5个月再次失守3000点，与此同时，半导体板块也再度走低，其中，北方华创、雅克科技等个股跌停。10月11日早盘期间，半导体板块持续下挫，北方华创、雅克科技再度跌停。截至下午收盘，北方华创、雅克科技维持跌停状态，华海清科、拓荆科技-U、盛美上海、清溢光电、海光信息的跌幅则超10%。同日，半导体板块中的119只个股中超五成呈现下跌趋势。 在半导体板块遭遇下挫的同时，北
0215jiejie
|
发布于：2022-10-12
0评论
0赞
//评论区