硬件咬合后保护您的工具

最近,我在与一个正在与他们开发的新板一起遇到I2C问题的客户合作的过程中获得了令人兴奋的经历。为了加快调试过程,我将I2C / SPI总线工具连接到他们的开发板和定制硬件。能够查看I2C流量可以快速解决为什么委员会未按预期进行通信的原因。

在他们对硬件进行了一些细微调整之后,我们将电源加到设置中,只是发现没有任何功能。事实证明,在“快速”电路板修改期间形成了一个焊桥,导致I2C短路,从而向总线施加了28伏电压。这位短裤不仅设法拿出了定制硬件和价值300美元的开发板,还拿出了我400美元的I2C / SPI工具。为了帮助防止读者遭受同样的焦虑,今天,我们将研究开发人员如何保护通过I2C,SPI和UART连接的工具和设备。

保护I2C工具

保护I2C总线上的I2C总线分析仪或主机非常简单。基本上需要两个主要组件:

  • 双向I2C隔离器,可支持高达1 Mbps的数据速率
  • 突破板

在读者最喜欢的零件供应商处进行的搜索应显示出十几种或更多的潜在分离物选择。阅读数据表时要小心!有单向通用隔离器!在这些情况下,您可能能够监控总线,但无法对其进行写入,反之亦然!

德州仪器(TI)ISO1540是我非常感兴趣并且目前用于保护I2C工具的一个隔离器。 ISO1540是8引脚SOIC,可在I2C总线的两侧之间提供2500 Vrms隔离。为了保护I2C总线工具,可以将此芯片或类似的芯片焊接到SOIC分支板上。如图1所示,一侧将被供电并连接到正在开发的电子设备,而另一侧将被供电并连接到I2C工具。

图1 –德州仪器(TI)的ISO1540在I2C总线上提供2500 Vrms的隔离度,可用于高达1 Mbps的数据速率。

保护SPI工具

保护SPI总线的过程与保护I2C总线非常相似。唯一需要的是一个SPI隔离器,它可以保护MOSI,MISO和时钟线。在某些情况下,具有一个隔离器也可以隔离从选择线也可能会有帮助。隔离SPI工具基本上有两种选择。首先,可以像以前一样将隔离器焊接到分支板上,或者开发人员可以寻找具有现成的开发板的隔离器。在这种情况下,开发板是一个突破口,开发人员不必大惊小怪。

SPI隔离器有很多选择。我已在实验室中开始使用的3.75 kV隔离器是Analog Devices ADuM315x。该隔离器支持高达17 MHz的时钟速率,并包括三个较低的数据速率通道,可用于寻址或保护单个封装内的所有从器件选择。不管选择哪种隔离器,都将消除担心的问题:焊桥或硬件故障会损坏昂贵的开发工具。

保护UART工具

几年前,尽管感觉只有短短几个月,但我为EDN.com撰写了一篇文章,标题为“只需20分钟即可在20分钟内完成隔离式USB-to-UART转换器的构建”,并发布了有关如何构建它的简短视频 这里。事实证明,这仍然是一种有效的方法,可用于保护计算机和USB端口免受可能引起损坏的任何不良电耦合的影响。如果您有兴趣保护UART,建议您检查一下这些资源。

结论

我一直主张开发人员将测试工具与开发硬件隔离。原因很简单。使用未经测试的原始硬件可以使火花飞扬!您只是不知道可能出什么问题,如果出了错,没有开发人员希望他们辛苦赚来的开发工具如虎添翼。保护开发工具就像在设置中添加隔离器一样简单,对于所有总线,隔离器可以在20分钟内完成,每条总线的成本不到20美元。

今天花点时间确定应该隔离哪些关键路径工具,并制定保护它们的计划。今天只需几分钟,就可以在以后最不方便的时候为您免除巨大的头痛。

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