隨著CPU 製程的演進, 技術走向更省電, 高速及效率的時代, 製程由傳統40奈米5V I/O 演進至10奈米1.2V I/O 製程, 未來7 奈米有可能低至0.8V I/O.
但是傳統器件I/O可能還是1.8V/3.3V 甚至5V 的器件.
於是便衍生電平轉換器間應用的生態系統,
NXP 於業界熟知的一個種類為NTS010X. (1 bit / 2 bit / 4 bit)
- Operating voltage range: 1.65 - 3.6V to 2.3 - 5.5V
- Low power consumption: 30 μA max ICC
- Uni or bi-directional, auto-sensing
- Open drain drivers: UART, GPIO, I2C, SMBus, etc.
- No external components required
- Suspend mode; partial power down with IOFF
- Standby mode
- Operating temp range: -40 to 125 degree
- Maxima Speed : 50Mbps
由於傳統邏輯器件用於電平轉換時的應用需透過DIR Pin 決定輸出入方向,
對於現行的應用反而複雜,因需要多許多I/O 控制方向.
而此電平轉換器件的工作原理又如何做到Auto Direction?
簡單的說,就是兩端均有One-Shot 電路, 而T3 標準設計偏壓為Vcc(A) < Vcc(B). 切記,所有電平轉換器件均建議低電壓設計在ＡSide,…
當Vcc(A) or Vcc(B) 端輸入由低至高轉態> 1/2 Vcc, T1 or T2 便會快速由One-Shot 單元激活, 在輸出達到1/2 Vcc 之後約50ns即取消激活.
所以這類電平轉換器間的特色就在於用One-Shot 單元來激活電瓶的上升驅動,
但是否就沒問題了?並不!!,
NXP 在某些長線, 高速以及重負載的應用就發現會產生Signal Oscillation Issue.
正常的訊號由低至高時會因為One-Shot 單元Re-trigger 而產生Offset.
一旦應用為長線,高速或者重載時, 低至高轉態會由此而趨緩, 而One-Shot 單元Re-trigger情形便會更趨嚴重, 實例上便有客戶因此導致訊號異常.
就像時脈芯片一樣會有頻率的波形.此時也只能靠設計上硬體的避免來解決.
因此, NXP 重新設計電平轉換器件,首先推出4bit 元件NTS0304, 而後再推出2 bit 元件NTS0302.
其中,主要功能便是將One-Shot 器件再加上Slew Rate Control, 亦即新的Smart One-Shot 技術,
有效的將Overshoot 抑制,讓此系列的功能更趨完整.
NTS030X 比對NTS010X 以及市場上類似的競爭對手.
詳情請參閱:
https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/NTS0302.pdf
https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/NTS0304E.pdf
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