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[转载]热插拔的主要危害(1)

(2015-11-30 13:39:02)
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2插卡IO数据线牵位(保护)二极管造成回流,这是成也萧何、败也萧何的问题,本来二极管是用来保护器件的,在这里却变成了累赘,变成需要被保护的对象了。这个问题的实质是如何减小回流或是切断回流,针对不同的拓扑、数据线速度,一般有以下不同处理方式,

一是点对点、慢速(一般20M以下,另外跟线长度、方向有一定关系),数据线上直接加100欧姆电阻就好了,既不影响正常工作的电平,插拔的时候也不会产生大电流而破坏保护二极管(这个电阻需要考虑与上下拉电阻的匹配,考虑到有些硬件设计人员喜欢用1K电阻下拉,所以这个电阻还不能太大,否则分压会引起中间电平)。这种模式,电阻最好在插卡和载卡两边都放一个50欧姆的,这样就不用考虑信号的方向问题了,不管单向、双向都能做到阻抗匹配,减少信号反射的可能。

二是点对点、高速(一般50M以上,另外跟线长度、方向有一定关系),这种情况除了时钟电路,目前已经很少出现,因为目前几乎所有的点对点、高速互连都采用串行互连技术,直接用电容隔直,不存在直流通道(交流通道还是存在的,所以在热插拔过程前,没有插卡的高速串行接口最好down掉)。

三是总线、慢速模式(总线还慢速啊,有没有搞错,这么说也只有I2C这种总线了),先说一般情况,如果是CMOS这种推挽输出型的,热插拔过程中瞬态100欧姆电阻能使数据线电平有些波动,但一般不能把总线从10,当然如果总线原来就是0,那就无所谓了。如果是类似I2C那样的ODOC门输出的,那就麻烦了,100欧姆对地、3K对电源分压,直接把总线从1变到0,所以如果I2C工作在总线模式下,插卡上I2C是需要保护的, MOS管来控制。当然更为可靠保险的方法是在载板上把I2C总线隔离成点对点模式,ATCA就是那样的。

四是总线、高速模式,典型代表CPCI,这种模式只能加入保护器件有2种情况,一是把保护器件放在载卡上,插卡没有插稳之前,不打开通道,也就是把热插拔问题改为非带电插拔问题,这样的保护器件可以用模拟开关之类的器件实现(如果信号是双向而且没有读写控制的话,当然这种情况很少),也可以用具有三态功能的专用接口芯片,不过由于总线挂N个设备载卡上就要N套保护器件,所以这种方式不是很好。另外一种就是把保护器件放在插卡上面,在芯片与接插件之间加入没有保护二极管的热插拔专用接口芯片。

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