集成振蕩器的微型SPI/I²C UART MAX3107（Maxim）

Maxim推出業(yè)內(nèi)功耗最低、速度最快、尺寸最小的SPI/I²C接口通信的串行UART。MAX3107的功耗極低，可有效延長便攜式設(shè)備的電池使用壽命。器件較高的數(shù)據(jù)速率(24Mbps)和較大空間的FIFO (128字)能夠提供額外的緩沖，從而減輕系統(tǒng)微控制器的負(fù)擔(dān)。MAX3107采用節(jié)省空間的24引腳(3.5mm x 3.5mm) TQFN封裝，比目前市場上的其它串行UART小24%。MAX3107還是業(yè)內(nèi)首款集成振蕩器的UART，可使BOM成本平均降低20%。MAX3107非常適合需要高速PROFIBUS DP通信協(xié)議的工業(yè)現(xiàn)場總線以及低功耗手持式消費(fèi)類MID (移動網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)應(yīng)用。

移動設(shè)備的高速需求

簡言之，對于移動電話等本地鏈路應(yīng)用，該款UART可以用作系統(tǒng)應(yīng)用處理器(如：微控制器)與Bluetooth®、衛(wèi)星廣播、GPS或3G調(diào)制解調(diào)器等模塊之間的緩沖器?，F(xiàn)今與Bluetooth及3G調(diào)制解調(diào)器的通信一般采用較高的數(shù)據(jù)速率(對于Bluetooth速率高達(dá)3Mbps；對于3G調(diào)制解調(diào)器速率高達(dá)20Mbps)。微控制器自帶的UART通常無法支持上述較高的數(shù)據(jù)速率。為滿足通信速率要求，設(shè)計者通常會借助一個外部UART來支持較高的數(shù)據(jù)速率。額外添加的UART還可減輕(即緩沖)微處理器的負(fù)擔(dān)。

MAX3107能夠提供目前通信設(shè)備所需的高數(shù)據(jù)速率，滿足上述高速通信的要求。器件具有同類產(chǎn)品中最快的數(shù)據(jù)速率(高達(dá)24Mbps)，可理想用于3G調(diào)制解調(diào)器。此外，MAX3107集成的振蕩器省去了對外部時鐘的需求。

工業(yè)接口的高速需求

MAX3107 UART可以為SPI或I²C同步串行微處理器總線與RS-485、RS-232、PROFIBUS或IrDA®等異步串行數(shù)據(jù)通信端口提供接口。PROFIBUS DP標(biāo)準(zhǔn)需要較高的通信數(shù)據(jù)速率(高達(dá)12Mbps)，而目前大多數(shù)微控制器的內(nèi)部UART無法支持該速率。MAX3107的數(shù)據(jù)速率高達(dá)24Mbps，非常適合上述通信協(xié)議應(yīng)用。

工業(yè)應(yīng)用的高數(shù)據(jù)吞吐量需求

MAX3107提高了SPI/I²C的數(shù)據(jù)吞吐量。UART接收器和發(fā)送器均具有128字長的大空間FIFO (競爭器件通常為64字長)，大大縮短了主處理器用于高速、大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間。隨著異步Rx/Tx接口數(shù)據(jù)速率的不斷提高以及對主控制器SPI/I²C數(shù)據(jù)速率極限值的逐步逼近，UART管理和流量控制占據(jù)了主機(jī)相當(dāng)大的一部分工作量。通過提高M(jìn)AX3107的FIFO容量，可以降低主機(jī)響應(yīng)中斷的頻率，從而實(shí)現(xiàn)了與FIFO之間更有效的SPI/I²C DMA數(shù)據(jù)傳輸。

MAX3107的PLL、時鐘分頻器、預(yù)分頻器和分?jǐn)?shù)波特率發(fā)生器為高分辨率波特率設(shè)置提供了極大的靈活性。波特率不再取決于參考時鐘頻率，可以對其獨(dú)立設(shè)置以滿足系統(tǒng)需求。此外，由于MAX3107具有自動的硬件、軟件流量控制和可選的FIFO中斷觸發(fā)機(jī)制，主控制器的底層工作也可以移交至UART。建立和保持時間可編程的自動半雙工收發(fā)器控制功能允許MAX3107用于PROFIBUS DP等高速應(yīng)用。

移動設(shè)備的低功耗需求

MAX3107具有多個工作模式，以實(shí)現(xiàn)更低的功耗。休眠模式下將關(guān)閉所有與UART相關(guān)的片內(nèi)時鐘，而關(guān)斷模式則完全關(guān)閉器件。這兩種模式可以在器件不工作時降低電源電流。自動休眠模式下，MAX3107在其IO引腳一段時間不工作后自動進(jìn)入休眠模式。當(dāng)任一輸入引腳上檢測到有效信號時，器件將自動喚醒。在這兩種待機(jī)模式下，UART停止發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，并禁用特定的功能以降低功耗。這些非常省電的模式可降低電池能量損耗，延長電池使用壽命，使MAX3107超低功耗UART成為移動設(shè)備的理想選擇。

MAX3107采用+2.35V至+3.6V電源供電，工作在-40°C至+85°C工業(yè)級溫度范圍。器件提供24引腳(3.5mm x 3.5mm) TQFN封裝，可提供評估板以加速設(shè)計進(jìn)程。