SPI即串行外圍設(shè)備接口,是一種高速的,全雙工,同步的通信總線,由于其在芯片的管腳上只占用四根線,節(jié)約了芯片的管腳,同時為PCB的布局上節(jié)省空間,提供方便,出于這種簡單易用的特性,很多AD轉(zhuǎn)換器都以SPI總線方式傳輸數(shù)據(jù)。
SPI隔離芯片:6N137 在工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集中,由于現(xiàn)場情況十分復(fù)雜,各個節(jié)點之間存在很高的共模電壓。容易造成SPI接口無法正常工作,嚴(yán)重時甚至?xí)龤酒蛢x器設(shè)備。因此,在強干擾環(huán)境中,或是高的性能要求下,就必須對SPI總線各個通信節(jié)點實行電氣隔離。傳統(tǒng)的SPI總線隔離方法是光耦合器技術(shù),使用光束來隔離和保護(hù)檢測電路以及在高壓和低壓電氣環(huán)境之間提供一個安全接口。目前一般使用6N137光電隔離器件,以Toshiba公司的6N137為例,該器件工作電壓為5V,最高速率10Mbps,工作溫度一般為0℃到70℃,隔離電壓2500Vrms,并且以DIP8型封裝,每個芯片僅提供一個隔離通道。這些性能已經(jīng)限制了6N137在更高要求的環(huán)境中應(yīng)用。
ADI公司推出的新型四通道數(shù)字隔離器ADuM315x以其諸多優(yōu)于光電隔離器件的性能優(yōu)點,在SPI總線以及其他高要求情況下有著廣泛的應(yīng)用前景。使用6N137來隔離SPI的電路很復(fù)雜,需要使用大量的電阻、三極管來保證6N137的正常工作,而ADI的ADuM數(shù)字隔離器中的ADuM315x,一個芯片就可以完全替代上面的整個電路。而其僅需通用集成電路的兩個旁路電容就可以正常工作了。ADuM315x系列隔離器比競爭對手基于光電耦合器或數(shù)字隔離器的解決方案快6倍以上,尺寸小80%以上,成本低85%。更快的SPI時鐘速率有助于提高數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的吞吐量,提供更高的性能和更快的系統(tǒng)響應(yīng)時間。高度的功能集成為系統(tǒng)設(shè)計師提供了一種簡單的高速SPI信號隔離解決方案,同時在單個封裝中集成了通常所需的低速的狀態(tài)和控制信號。同時,ADuM315x系列支持眾多高速率、SPI通信應(yīng)用,包括工業(yè)自動化、儀表設(shè)備和電機控制中使用的分布式控制系統(tǒng)、可編程邏輯控制器和傳感器監(jiān)控器。與基于替代數(shù)字隔離器或光電耦合器的解決方案需要的18至32個組件相比,高度集成的ADuM315x SPI數(shù)字隔離器系列只需3個組件,簡化了完整SPI數(shù)字隔離解決方案的設(shè)計。
ADuM3151、ADuM3152和ADuM3153提供采用不同配置的4個高速通道和3個額外的獨立、低數(shù)據(jù)速率通道,集成了輔助/控制信號隔離功能。
ADuM3154數(shù)字隔離器提供從機選擇多路復(fù)用系統(tǒng),用一個隔離器最多可以維護(hù)4個從機器件。該數(shù)字隔離器支持17MHz時鐘,只需要兩個引腳,節(jié)約了一個MCU的GPIO??赏ㄟ^兩個引腳尋址的從機選擇多路復(fù)用器,同時采用快速SS通道選通從機,實現(xiàn)精確時序。
ADI公司又名亞德諾半導(dǎo)體技術(shù)(上海)有限公司是高性能模擬、混合信號和數(shù)字信號處理(DSP)集成電路(IC)設(shè)計、制造和營銷方面世界領(lǐng)先的企業(yè),產(chǎn)品涉及幾乎所有類型的電子電器設(shè)備,1965年成立,員工15000名,專利4700多個,創(chuàng)新產(chǎn)品包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、放大器和線性產(chǎn)品、射頻(RF) IC、電源管理產(chǎn)品、基于微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的傳感器、其他類型傳感器以及信號處理產(chǎn)品,包括DSP和其他處理器。
ADI公司還同時向工程師提供該系列隔離器的評估板EVAL-ADUM3150Z、EVAL-ADUM3151Z和EVAL-ADUM3154Z。這些評估板可訪問全部數(shù)據(jù)通道,具有多連接選項,支持Tektronix有源探頭,提供電纜端接,支持PCB邊緣安裝同軸電纜連接器,并可以讓工程師輕松配置。