Blog de la compañía El Consejo de Evaluación de la Lógica:Expanders I/O, traductores de nivel

Placa de evaluación de lógica ON: Expansores de E/S, traductores de nivel

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Placa de evaluación de expansión de E/S: Extensión de pines

Solución de placa de evaluación MAX7315AUE de ON Semiconductor

La placa de evaluación MAX7315AUE de ON Semiconductor ofrece una solución especializada para escenarios con recursos de pines limitados. El MAX7315AUE es un expansor de E/S de 8 canales que se comunica con el controlador host a través de un bus I²C. Al utilizar solo dos pines GPIO (SDA y SCL), extiende ocho puertos de entrada/salida programables, mejorando significativamente la conectividad del sistema.

Una característica clave de esta placa de evaluación es su funcionalidad integrada de control de brillo LED. Cada puerto de E/S se puede configurar de forma independiente como un controlador LED, compatible con la atenuación PWM de 8 bits. Este diseño es particularmente adecuado para aplicaciones que requieren indicación de múltiples estados, como paneles de control industrial, instrumentación y electrónica de consumo. La placa proporciona una interfaz de configuración de registro completa, lo que permite a los ingenieros probar las características de respuesta del puerto en diferentes modos de funcionamiento, incluida la sensibilidad de detección de entrada, la capacidad de accionamiento de salida y los mecanismos de activación de interrupción.

La placa de evaluación MAX7315AUE funciona dentro de un rango de temperatura de -40°C a 125°C, superando significativamente el rango típico de los chips de grado de consumo. Esto garantiza un rendimiento fiable en entornos industriales exigentes. Su paquete TSSOP-16 ofrece un recuento de pines suficiente manteniendo una huella compacta, lo que lo hace adecuado para aplicaciones con espacio limitado. Cada puerto de E/S en la placa de evaluación incorpora circuitos de protección y puntos de prueba, lo que facilita las mediciones de integridad de la señal y el análisis de fallos para los ingenieros.

Análisis de comparación y ventajas

Existen múltiples chips de expansión de E/S en el mercado, y la placa de evaluación MAX7315AUE de ON Semiconductor demuestra distintas ventajas en comparación con productos similares. En comparación con el PCF8574T de NXP, el MAX7315AUE ofrece un rango de voltaje de funcionamiento más amplio (a partir de 2,0 V frente al requisito de 2,5 V del PCF8574T). Esto permite el funcionamiento con voltajes de sistema más bajos, lo que lo hace adecuado para dispositivos alimentados por batería y de baja potencia. Además, el MAX7315AUE incorpora la funcionalidad de control de brillo LED ausente en el PCF8574T, una característica que simplifica el diseño de paneles de control que incorporan funciones de indicador.

En comparación con el PCA9534APW de Texas Instruments, aunque ambos son expansores de E/S I²C de 8 bits, el MAX7315AUE supera en temperatura máxima de funcionamiento (125°C frente a 85°C), lo que lo hace más adecuado para entornos industriales de alta temperatura. Además, la placa de evaluación MAX7315AUE proporciona una indicación de estado de interrupción más intuitiva, notificando inmediatamente al controlador host cuando cambian los estados del puerto de E/S, lo que reduce la sobrecarga de sondeo.

Escenarios de aplicación típicos

Las placas de evaluación de expansión de E/S juegan un papel vital en el control de automatización industrial. Por ejemplo, dentro de los sistemas PLC (Controlador Lógico Programable), el recuento de pines del chip de control principal a menudo es insuficiente para conectar todos los sensores y actuadores. A través de las placas de evaluación de expansión de E/S, los ingenieros pueden validar soluciones de integración para múltiples entradas digitales (como interruptores de proximidad y sensores fotoeléctricos) y múltiples salidas digitales (como relés y electroválvulas), garantizando la fiabilidad y la velocidad de respuesta en condiciones de funcionamiento reales.

En la electrónica de consumo, como los centros de control de hogares inteligentes, las placas de evaluación de expansión de E/S facilitan la prueba del funcionamiento coordinado de múltiples entradas de botones e indicadores de estado LED. La capacidad de atenuación PWM del MAX7315AUE permite a los ingenieros evaluar la experiencia del usuario en diferentes curvas de brillo, optimizando la eficiencia energética. Las interfaces físicas de la placa de evaluación son compatibles con las placas estándar Arduino o Raspberry Pi, lo que agiliza el proceso de creación de prototipos.

Además, dentro de los sistemas de adquisición de datos de múltiples nodos, un único controlador maestro puede gestionar docenas de nodos de sensores. La placa de evaluación de expansión de E/S verifica los esquemas de configuración de direcciones y las condiciones de carga del bus, garantizando una comunicación estable en entornos de cableado complejos. Los circuitos de búfer y los componentes de protección ESD de la placa también proporcionan diseños de referencia para ayudar a los ingenieros a mejorar la inmunidad de los productos finales.

Placa de evaluación de cambio de nivel: Puente de voltaje

Análisis detallado de la placa de evaluación FXWA9306 de ON Semiconductor

La placa de evaluación FXWA9306 de ON Semiconductor está diseñada específicamente para los requisitos de conversión de voltaje en sistemas de bus I²C. Este cambiador de nivel bidireccional de doble canal admite la conversión de voltaje entre 1,0 V a 3,6 V (VCCA) y 1,8 V a 5,5 V (VCCB), cubriendo una amplia gama de aplicaciones, desde procesadores de ultra baja potencia hasta periféricos tradicionales de 5 V. La placa de evaluación presenta un diseño meticulosamente diseñado para garantizar las rutas de señal más cortas, minimizando el retardo de conversión y la distorsión de la señal.

Una ventaja clave de la placa de evaluación FXWA9306 es su capacidad de conversión bidireccional sin necesidad de un pin de control de dirección. La dirección del flujo de datos en el bus I²C cambia dinámicamente; los chips de cambio de nivel tradicionales necesitan señales de control de dirección adicionales, lo que aumenta la complejidad del sistema. El FXWA9306 emplea un mecanismo de detección inteligente para determinar automáticamente la dirección de transmisión de datos, simplificando tanto el diseño de hardware como el desarrollo de controladores de software. La placa de evaluación demuestra esta funcionalidad en la práctica, lo que permite a los ingenieros verificar la comunicación bidireccional fiable conectando maestros y esclavos I²C que operan a diferentes voltajes.

La placa de evaluación proporciona además capacidades de prueba para múltiples combinaciones de voltaje, incluidos escenarios de conversión comunes como 1,0 V ↔ 1,8 V, 1,2 V ↔ 2,5 V, 1,8 V ↔ 3,3 V, 2,5 V ↔ 5 V y 3,3 V ↔ 5 V. Cada combinación presenta configuraciones de puente y puntos de prueba correspondientes, lo que permite a los ingenieros cambiar rápidamente las configuraciones. El circuito de medición de voltaje de alta precisión integrado permite a los usuarios controlar la calidad de la señal durante la conversión, incluidos parámetros críticos como el tiempo de subida, el tiempo de caída y el sobreimpulso.

Solución de evaluación de alto rendimiento de la serie NL3V8T24x

Para aplicaciones que requieren transmisión de señal de alta velocidad, ON Semiconductor ofrece la placa de evaluación de la serie NL3V8T24x. Esta gama de cambiadores de nivel de 8 bits y doble suministro admite velocidades de transferencia de datos de hasta 380 Mbps (durante la conversión de 1,8 V a 3,3 V), lo que los hace ideales para dispositivos móviles, interfaces de comunicación de alta velocidad y sistemas integrados de alto rendimiento. La placa de evaluación demuestra cómo lograr la transmisión de señal de baja latencia y alto ancho de banda entre diferentes dominios de voltaje.

La placa de evaluación NL3V8T24x admite un amplio rango de voltaje de 0,9 V a 3,6 V, que cubre los voltajes de funcionamiento típicos para los procesadores modernos de baja potencia. Su capacidad de accionamiento de salida equilibrada (±24 mA@3,0 V) garantiza la integridad de la señal, manteniendo una calidad de señal estable incluso durante la transmisión a larga distancia o en condiciones de carga múltiple. La placa proporciona pautas detalladas de medición de tiempo para ayudar a los ingenieros a verificar el rendimiento del convertidor en condiciones extremas.

Una innovación clave de esta serie de placas de evaluación es la secuenciación VCC no prioritaria, lo que significa que la secuencia de encendido de los dos dominios de alimentación no afecta la funcionalidad del dispositivo ni causa daños al chip. Esta característica es particularmente crucial en sistemas complejos de gestión de energía, evitando fallos del sistema causados por una secuencia de alimentación incorrecta. La placa de evaluación simula múltiples escenarios de encendido/apagado, demostrando la robustez del convertidor en diversas condiciones de alimentación.