ZHCAC87A March 2021 – March 2022 ISO1540 , ISO1541 , ISO1640 , ISO1641 , ISO1642 , ISO1643 , ISO1644

4 當(dāng)今如何實(shí)現(xiàn)熱插拔功能

當(dāng)今敏感的高速串行通信器件并非都支持熱插拔功能。在必要的隔離式 I2C 總線中，熱插拔通常在連接點(diǎn)采用交錯(cuò)引腳設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)，這可確保在進(jìn)行其他連接之前可靠地連接接地端和本地電源。圖 4-1 顯示了一個(gè)交錯(cuò)公連接器示例。

圖 4-1 熱插拔應(yīng)用中使用的交錯(cuò)公連接器示例

一些 I2C 隔離器件使用交錯(cuò)連接器或熱插拔控制器與“上電熱插拔”兼容，這意味著使用這些器件的 I2C 節(jié)點(diǎn)只有在連接期間器件的總線側(cè)電源 (V_CC) 電平始終高于或等于總線電壓電平時(shí)才可能保留總線上的通信，這通常是通過硬件實(shí)現(xiàn)的。

圖 4-2 是一個(gè)連接到空閑 3.3V 總線、無引腳預(yù)充電的熱插拔隔離式 I2C 器件示例。在連接時(shí)，將該部分熱插拔器件插入帶負(fù)載總線可將總線電壓降低 60% 以上，即使在“上電熱插拔”條件下也是如此。各個(gè)系統(tǒng)的總線電壓下降的幅度因外部因素（例如總線的 R 和 C 值）而異，可能低于 V_IL 或多個(gè) I2C 器件的低電平輸入電壓閾值，這可能導(dǎo)致連接到總線的其他器件錯(cuò)誤地讀取到低電平。將該情況與將 ISO1640 插入同一總線時(shí)降低約 30% 進(jìn)行比較，如圖 4-2 和圖 4-3 所示。

圖 4-2 無引腳預(yù)充電的常規(guī) I2C 器件在插入期間對(duì) 3.3V 總線施加負(fù)載，使其電壓降至 1.2V

圖 4-3 ISO1640 中的引腳預(yù)充電在熱插拔插入期間對(duì)總線施加負(fù)載，使其電壓降至 2.3V

如Topic Link Label3所述，非完全熱插拔的器件可能會(huì)以多種方式影響 I2C 總線。根據(jù)器件的 SDA 和 SCL 總線引腳的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，當(dāng)器件斷電或總線側(cè)電源電壓 Vcc2 增減或懸空時(shí)，總線可能無法通信。圖 4-4 和圖 4-6 顯示了這些情況的波形；圖 4-5 和圖 4-7 顯示了使用 ISO1640 時(shí)相同場景的波形。

圖 4-4 常規(guī) I²C 器件在插入期間破壞總線通信

圖 4-5 熱插拔 ISO1640 在插入期間保持總線的數(shù)據(jù)完整性

圖 4-6 當(dāng)一個(gè)常規(guī) I²C 器件的總線側(cè)電源懸空時(shí)，該器件將 I²C 總線從 3.3V 鉗位至大約 2V

圖 4-7 如果 ISO1640 的 Vcc2 電源懸空，I²C 總線不受影響

除了這些未通電的“上電熱插拔”器件首先連接到 I2C 總線的情況外，在常規(guī)非熱插拔器件中也會(huì)發(fā)生類似的通信錯(cuò)誤，在 I2C 總線上進(jìn)行每次低電平至高電平轉(zhuǎn)換時(shí)，如果信號(hào)上升速度足夠快，則耦合到 I2C 器件內(nèi)部電路意外部分的瞬態(tài)會(huì)導(dǎo)致發(fā)生該情況。