Sensylink I2C Switch/Mux Product Series Introduction

Time: 2023-05-17 Scan:

背景介绍

Background/

I2C总线具有功耗低、抗扰强、走线少、没有严格的波特率要求等特点，常被用于外设的通信接口。典型的外设包括温度传感器、湿度传感器、电流检测器、环境光传感器、光模块、GPIO扩展芯片等。

随着系统智能化的提升，越来越多的传感器和执行器被集成到系统中，同时也引入了新的问题：例如多个同型号传感器具有相同的固定I2C地址，造成地址冲突；例如系统挂载器件过多，超过系统电容带载能力造成系统降速；例如主控芯片和多个外设之间，工作于不同的电压域，需要进行电平转换。

申矽凌的I2C开关解决方案，可以支持将系统分割为最多8个I2C子网络，可有效的解决上述问题。

产品概述

Product Introduction/

以较为流行的申矽凌4路I2C开关芯片申矽凌CA9545为例介绍此类芯片。

CA9545的控制寄存器主要由两部分构成，分别为中断状态位和通道选择位。

通道选择位主要用来选通或者关闭对应的I2C通道。

I2C开关可细分为Switch和MUX两种类型，前者支持任意路同时选通，后者同一时间仅支持单路选通。CA9545属于Switch型I2C开关。针对Switch类产品，对应位清0，则相应的I2C端口关闭，置1为开启。任意通道可以独立开启或关闭，实现多种通道组合工作。针对MUX类产品（例如CA9544)，多个子通道在同一时间内，有且仅有一个子通道与主通道连通。此特性通常被用于解决器件I2C地址冲突问题，即将地址相同的器件置于不同的子通道内，则主机同一时间只能看到其中一个器件，不会产生地址冲突。

表1 开关类（Switch）通道选通方式(CA9545)

表2 多选一类选通器（MUX）通道选通方式（CA9544）

中断状态位体现了对应的端口的中断情况，被置1代表了对应的端口发生了中断事件。

表3 中断

针对有大量I2C端口需求的系统，单颗CA9545可能无法满足需求。工程师可通过并联多颗CA9545实现扩容。CA9545有2个地址设置管脚A1和A0，同个系统内，最多可容纳4个（=2²）不同I2C地址的CA9545同时工作，即扩展出最多16个（=4X4）I/O端口。工程师也可选用两颗八通道的CA9548来满足系统设计要求。