ZHCU523C July 2018 – March 2021 TPS274160
2.3.1 IO-Link PHY
TIOL111 器件在此設計中主要用于在 3.3V 邏輯側和 24V 接口之間進行電平轉換。可選的內部 LDO、喚醒檢測及過流檢測未被使用。
然而，在主站配置下，TIOL111 器件必須能夠驅動符合 IO-Link 標準的喚醒脈沖。IO-Link 設備啟動時處于 SIO 模式，必須在通信前配置為 IO-Link 模式。輸出要么為低電平（約 0V），要么為高電平（約 24V）。切換模式時，主站必須發送 80μs 的脈沖，并在此脈沖期間能夠驅動 500mA，同時達到規定電壓。檢測到此脈沖后，器件將切換至 IO-Link 模式，通信即可開始。
測試參數請見 IO-Link? 測試規范版本 1.1.2，請參閱 表 2-1 和 表 2-2。兩部分規范均需滿足以確保合規。
表 2-1 喚醒脈沖測試規范 —— 高脈沖
| 測試用例屬性 | 識別信息、參考 |
|---|---|
| 標識 (ID) | SDCI_TC_0021 |
| 名稱 | TCM_PHYL_INTF_IQWUH |
| 用途（短） | 喚醒脈沖的驅動能力 — 高側驅動程序 |
| 受測設備 (EUT) | 主站及舊主站 |
| 測試用例版本 | 1.0 |
| 類別、類型 | 主站協議測試；測試通過（正向測試） |
| 規范（條款） | 請參閱 IO-Link 接口和系規范版本 1.1.22 中 表 9 的 第 5.3.3.3 節 |
| 配置、設置 | – |
| 測試用案例 | 條件、性能 |
| 用途（詳細） | 主站需驅動電阻負載超過接收器閾值高電平。在 SDCI 配置下測量主站 C/Q 端口的脈沖電壓。脈沖電壓測量時，C/Q 與 L– 之間接有電阻負載。 |
| 前置條件 | 主站配置為 SDCI 模式 |
| 過程 | a) 給主站施加最小電源電壓 (VSM = 20 V) b) 在 C/Q 與 L– 之間施加電阻負載 Rload： Rload = VTHHMmax / IQPKHMmin = 26Ω（51Ω 并聯 51Ω） c) 觸發喚醒請求 d) 測量喚醒請求期間 C/Q 端口電壓 e) 檢查 VIM 是否超過 VTHHMmax f) 重復測試，使用最大電源電壓 (VSM = 30V) |
| 輸入參數 | – |
| 后置條件 | – |
| 測試用例結果 | 檢查、反應 |
| 評估 | – |
| 測試通過 | C/Q 端口在喚醒請求期間的電平：大于或等于 VTHHMmax |
| 測試失?。ㄊ纠?/td> | C/Q 端口在喚醒請求期間的電平低于 VTHHMmax |
| 結果 | VIM@WURQ (VSM = 18V)：<value> VIM@WURQ (VSM = 30 V)：<value> |
表 2-2 喚醒脈沖測試規范低脈沖
| 測試用例屬性 | 識別信息、參考 |
|---|---|
| 標識 (ID) | SDCI_TC_0023 |
| 名稱 | TCM_PHYL_INTF_IQWUL |
| 用途（短） | 喚醒脈沖的驅動能力 — 低側驅動程序 |
| 受測設備 (EUT) | 主站及舊主站 |
| 測試用例版本 | 1.0 |
| 類別、類型 | 主站協議測試；測試通過（正向測試） |
| 規范（條款） | 請參閱 IO-Link 接口和系規范版本 1.1.22 中 表 9 的 第 5.3.3.3 節 |
| 配置、設置 | – |
| 測試用案例 | 條件、性能 |
| 用途（詳細） | 主站需驅動電阻負載低于接收器閾值低電平。在 SDCI 配置下測量主站 C/Q 端口的脈沖電壓。脈沖電壓測量時，C/Q 與 L+ 之間接有電阻負載。 |
| 前置條件 | 主站配置為 SDCI 模式 |
| 過程 | a) 向主站施加最小供電電壓（VSM = 20V） b) 在 C/Q 與 L+ 之間施加電阻負載 Rload： Rload = (VSM – VTHLMmin) / IQPKLMmin = 24Ω（47Ω 并聯 51Ω） c) 觸發喚醒請求 d) 測量喚醒請求期間 C/Q 端口的電壓 e) 檢查 VIM 是否低于 VTHLMmin f) 使用最大電源電壓 (VSM = 30V) 對主站重復測試： Rload = 44Ω（82Ω 并聯 100Ω） |
| 輸入參數 | – |
| 后置條件 | – |
| 測試用例結果 | 檢查、反應 |
| 評估 | – |
| 測試通過 | 喚醒請求期間 C/Q 的電平小于或等于 VTHLMmin |
| 測試失?。ㄊ纠?/td> | 喚醒請求大于 VTHLMmin 期間 C/Q 處的電平 |
| 結果 | VIM@WURQ (VSM = 20V)：<value> VIM@WURQ (VSM = 30 V)：<value> |
在設計前，需要驗證 TIOL111 器件能夠產生喚醒脈沖。在四種測試選項之一 圖 2-7 中顯示了測試結果。在此測試中，高側驅動器在 VCC = 30V 時進行測試。CQ 端口負載 26Ω 電阻，此時 CQ 線幾乎達到 30V，CQ 電流大于 500mA。這符合要求。
圖 2-7 TIOL111 器件喚醒脈沖的測試結果根據設計，TIOL111 器件設備能夠提供喚醒脈沖所需的電流，因此可用作主站 PHY。