數字隔離器對USB實(shí)現隔離的方法介紹
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第二種方法：使用帶有易隔離接口的獨立SIE(圖3)。市場(chǎng)上有幾種產(chǎn)品(如SPI)使用快速單向接口把SIE連接到微處理器。數字隔離器(如ADuM1401C 四通道數字隔離器)可對SPI總線(xiàn)實(shí)現完全隔離。由于SIE包含可通過(guò)SPI總線(xiàn)填充的緩沖存儲器，SPI的運行速度在很大程度上可不依賴(lài)于USB的速度。SIE將與USB主機協(xié)商其可能的最高連接速度，并以協(xié)商得出的總線(xiàn)速度分發(fā)數據，直到把緩沖中的數據傳遞完。此時(shí)，SIE會(huì )通知主機如果有更多的數據需要傳送則重試，并留出時(shí)間使SPI接口可為下一個(gè)傳輸循環(huán)重新填充緩存。雖然非常有效，這種方案通常要求修改外設驅動(dòng)程序，并忽視內置在外設的微處理器中的USB電路。該方案在元件和電路板尺寸方面的成本較高。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/154257.htm
圖3. 通過(guò)SPI接口隔離SIE。
第三種方法：如果微處理器的SIE使用外部收發(fā)器，則可以對微處理器和收發(fā)器之間的數據和控制線(xiàn)進(jìn)行隔離(圖4)。但是，這種方式要求在SIE和收發(fā)器之間有9條單向數據線(xiàn)。在高速數字隔離器中，這將帶來(lái)極大的成本問(wèn)題。此外，現有的速度最快的數字隔離器工作在約150Mbps，雖然遠高于低速和全速USB，但不能處理高速數據，限制了USB接口的速度范圍。該方案與為微處理器SIE提供的USB驅動(dòng)器完全兼容，可降低開(kāi)發(fā)成本，但需使用多個(gè)隔離通道致使實(shí)現成本高昂。此類(lèi)收發(fā)器接口將被集成度要求日益提高的市場(chǎng)所淘汰。
圖4. 隔離的外部USB收發(fā)器。
第四種方法：直接在D+和D-線(xiàn)線(xiàn)中插入隔離(圖5)。這種方式允許在現有的USB應用中添加D+/D-隔離，而無(wú)需重寫(xiě)驅動(dòng)程序或增加冗余SIE，同其它方法相比，這是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。但是，D+和D-線(xiàn)的隔離較為復雜，因為隔離器件必須能夠像SIE那樣處理控制流，允許在隔離屏障兩邊使用上拉電阻，并確定傳輸速度。另外，其運行不應要求額外的設備驅動(dòng)程序相關(guān)的開(kāi)銷(xiāo)。
圖5. 隔離D+/D-線(xiàn)。
新型芯片級器件ADuM4160 USB隔離器解決了這些挑戰性難題(圖6)，它支持低速和全速USB的D+和D-線(xiàn)直接隔離。
圖6. ADuM4160的框圖。
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