随着数据处理、大容量存储和通信系统的发展，用于传输诸如温度、风扇速度、系统电压和重要产品数据(例如VPD、板识别)等信息的子系统的大小和复杂性也成比例地增长。这些信息通常通过双线串行总线传输，例如I(2)C或SMBus。

在这些系统的设计中可能会出现一些实际问题，特别是当它们变得很大时。首先，许多设备，如小尺寸可插拔光模块(sfp)都有硬连线的I(2)C地址，防止由于地址冲突而使用多个这样的设备。其次，随着设备种类的增加以及更多的I/O卡被热插进和拔出系统，I(2)C设备变得混乱并使总线处于低位的可能性增加了。第三，随着等效母线电容的增加，母线时序规范变得难以满足。除了这些大的系统问题之外，在任何规模的不可中断系统中，每当安装新的I/O卡时循环供电都不是一个选项。

带总线缓冲区的LTC4306 4通道2线总线多路复用器/交换机解决了所有这些问题(参见表1的简短功能列表)。上游2线总线(sain, SCLIN)上的主控可以通过LTC4306的总线缓冲区和多路复用器/开关连接到下游总线的任何组合。因此，相同的设备地址可以在多个下游总线上使用。缓冲区在上游和下游总线之间提供电容隔离，允许对系统进行长时间的分区。上升时间加速器进一步帮助克服电容限制。卡低超时电路断开上游总线从下游总线当总线低为一个编程的时间长度，释放上游总线恢复通信。最后，任何LTC4306的2线总线引脚都可以在不损坏系统的情况下热插拔进入和退出活系统。LTC4306工作在2.7V到5.5V的电源电压范围内。

一般的操作

图1显示了LTC4306的框图，表2给出了其寄存器内容的描述。UVLO比较器阻止LTC4306接收命令，直到V(CC)电压上升到2.5V以上(典型)。这确保了LTC4306在具有足够的偏置电压之前不会尝试工作。当使能值低于1V时，LTC4306被重置为其默认的高阻抗状态，并忽略其2线总线上的任何通信尝试。当ENABLE恢复到1.1V以上时，主机可以恢复与LTC4306的通信。

断开与卡住总线的连接

LTC4306断开上游总线与下游总线的连接，当2线总线卡在低一段编程时间。然后，假设问题的根源位于下游总线上，主机可以自由地恢复上游总线上的通信。卡低超时电路监控下游SDA和SCL开关的两个常见内部节点，并在内部节点电压低于0.52V时运行计时器。当两个内部电压均高于0.6V时，定时器复位。使用寄存器2,master可以设置7.5ms、15ms或30ms的时间，或者他们可以选择禁用超时特性。

2线总线缓冲器和多路复用开关提供电容缓冲和电平转换

大师写注册3连接到任何下游通道的组合。2线总线缓冲器在上游sain、slin总线和下游总线之间提供电容隔离。由于这个特性，主机可以在系统的不同位置包含ltc4306，从而将一个大型总线分解为几个较小的总线。当任何下游总线连接时，LTC4306允许READY引脚被外部电阻拉到逻辑高电平。

缺省情况下，LTC4306只连接高电平的下游总线。尝试连接到低下游总线失败，并导致LTC4306拉低ALERT#引脚以指示故障。master可以通过写入寄存器2并指示LTC4306执行连接命令而不管下游逻辑状态如何来覆盖此特性。

上游和下游总线上拉电源电压范围可以从2.2V到5.5V，独立于LTC4306 V(CC)电压，因此LTC4306在具有不同上拉电压的总线之间提供电平转换。当同时连接多个下行通道时，为了保证正常运行，请确保LTC4306 V(CC)电压小于或等于所有下行上拉电压，以在逻辑高点期间保持通道间隔离。

上升时间加速器减少上升时间

通过写入寄存器2，主机可以激活上行总线、下行总线、不激活或同时激活上行总线上的上升时间加速器。当被激活时，加速器以受控的方式打开，并将电流输入母线，使它们在母线正过渡期间以100V/μs的典型速率上升。这些强大的上拉电流允许用户在满足上升时间规格的同时构建大型大电容系统，但对于驱动长电缆也有电压限制。此外，考虑到加速器提供的强大驱动，系统设计人员可以选择大电阻上拉，以最小化总线逻辑低电压，从而最大化逻辑低噪声裕度。

故障信息辅助诊断

当故障发生时，LTC4306将ALERT#引脚拉低，LTC4306与主控一起工作，简单快速地解决故障。LTC4306将特定的故障信息存储在只读寄存器0中。存储的故障包括卡低总线、下游总线故障和连接下游通道失败。

如果问题的根源在连接的下游总线上，主机可以直接与有问题的设备通信。在这种情况下，LTC4306的行为是透明的，主设备和违规设备通过LTC4306的总线缓冲区直接通信。

在所有其他情况下，LTC4306与上游2线总线上的主机通信以解决故障。在主机广播警报响应地址(ARA)后，LTC4306用其在sain上的地址进行响应并释放警报#。如果LTC4306被主机寻址，它也会释放aler#。主机通过重新检查寄存器0来确定故障的来源。在主机解决问题后，它将一个虚拟字节写入寄存器0(这是一个只读寄存器)，以复位故障检测电路。

嵌套寻址和电平转换

图2所示电路说明了LTC4306的嵌套寻址、电平移位和电容缓冲特性。为简单起见，只显示通道1和4。请注意，背板，卡1和卡4被拉到三个不同的电源电压。此外，SFP模块具有相同的地址，但只要通道1和4永远不会同时激活，就不会发生冲突。

使用位于背板的LTC4306进行2线总线热插拔

图3显示了一个电路，LTC4306位于背板上，I/O卡插入下游通道4。同样，为了简单起见，省略了通道2和3。在插拔卡之前，请确保通道4没有连接到上游总线，这样上游总线上发生的任何事务都不会受到干扰。SDA4和SCL4的上拉电阻显示在背板上，但它们可能位于I/O卡上，只要背板上的主控板在没有卡存在时不连接到通道4。ALERT4#上的上拉电阻必须位于背板上，以防止在I/O卡不存在时误报故障。

位于I/O卡上的LTC4306的2线总线热插拔

在图4中，LTC4306位于具有四个独立下游总线的I/O卡的边缘。将200k欧姆电阻从ENABLE连接到地，并使连接器上最短的引脚为ENABLE。这确保ENABLE在所有其他引脚连接时保持在恒定的逻辑低电平，使LTC4306保持在其默认的高阻抗状态，并忽略连接期间sain和slin上的连接瞬态。此外，使ALERT#连接器引脚短于V(CC)引脚，以便V(CC)与I/O卡上拉电源引脚建立牢固接触，并在ALERT#接触之前为ALERT1# -ALERT4 #上的上拉电阻供电。当断开连接时，ENABLE首先断开触点，将LTC4306复位到其默认状态，以便在卡断开时对sain和SCLIN总线造成最小的干扰。

结论

LTC4306简化了与大型双线总线系统相关的实际设计问题。它作为多路复用器提供嵌套寻址。当总线卡低时，它会断开连接。它将一个大的电容总线分成更小的部分，并允许I/O卡热插拔进入和退出活动系统。它记录故障并向master报告，并与master一起有效地解决故障。