摘要: 为了实现数据处理、数据存储和通信系统的高可靠性,需要使用电路来监测温度、风扇速度和系统电压等参数。
为了实现数据处理、数据存储和通信系统的高可靠性,需要使用电路来监测温度、风扇速度和系统电压等参数。这些电路通常通过2线串行总线进行通信,例如SMBus或I(2)C。冗余子系统在高可靠性系统中非常重要,双线总线子系统也不例外。高可靠性2线总线系统在冗余配置中包含两个主控制器,以便在一个主控制器故障或被移除时保持系统运行。在冗余配置中,每个主服务器连接到自己的2线总线,而所有从服务器连接到单个下行冗余总线。任何一个主机都可以在任何时候控制冗余总线。
图1显示了一个使用两个LTC4302的电路,每个LTC4302专用于一个主机,以允许任何一个主机控制冗余的2线总线。LTC4302的GPIO引脚在上电时默认为高阻抗状态,因此10K上拉电阻R5, R6和R13将每个GPIO电压设置为高。每个LTC4302的GPIO1引脚连接到另一个的CONN引脚,两个LTC4302在上电时都是活动的,可以通过它们的sain和SCLIN引脚访问。
图1所示 冗余总线应用程序中的两个ltc4302,在CONN引脚上具有硬件复位。
在此配置中,每个主机都可以通过对其专用LTC4302进行两次写字节操作来控制下行冗余总线。在第一个操作中,主机激活到下游冗余总线的连接,并将其两个GPIO引脚都写低。由于GPIO1引脚低,另一个主控从冗余总线断开,并且也阻止与其LTC4302通信。在第二个操作中,主控机将逻辑高写入其GPIO1引脚,以便另一个主控机再次自由地与其LTC4302通信。使用这种技术,当其中一个主控连接到冗余总线时,公共GPIO2引脚处于低电平,因此每个主控都可以读取其LTC4302以确定另一个主控是否具有冗余总线的控制。
除了以下两种情况外,任何主机都可以在任何时候控制冗余总线。首先,如果一个主机试图访问它的LTC4302并且没有接收到确认信号,它知道另一个主机已经完成了第一个写字节操作,但是还没有把它的GPIO1引脚重新写回高位。其次,如果两个主控都试图连接到彼此相距100ns的冗余总线上,则两个主控都暂时连接到总线上,然后断开连接。
这种方案的一个缺点是,主机需要两个单独的写操作才能正确地控制下游总线。在第一次操作之后,新的主机控制了冗余总线,而另一个主机不能访问它自己的LTC4302,因为它的CONN引脚低。如果新的主控从系统中移除,或者如果它的2线总线在完成第二次写操作之前锁定,将逻辑高写入其GPIO1引脚,那么另一个主控将永久阻止通过2线接口控制冗余总线。必须使用外部控制的下拉器件来拉新主控低电平的CONN引脚,如图1中n沟道MOSFET晶体管N1和N2所示。
图2显示了解决此问题的另一种方法。每个主机可以使用单个写字节操作来控制冗余总线。例如,主控0命令其LTC4302连接到冗余总线,并在其两个GPIO引脚上强制逻辑低电平。当其GPIO1引脚从高到低转换时,由R9、C2和两个双输入NAND门组成的电路在另一个LTC4302的CONN引脚上产生负脉冲。脉冲的持续时间由R9·C2时间常数设定,大约为3.3μs。脉冲CONN低将LTC4302的寄存器重置为其默认状态,从而断开主1与冗余总线的连接。1μs后,主控1的CONN引脚返回高电平,主控1再次可以自由地控制冗余总线。
图2 在冗余总线应用程序中两个ltc4302的替代实现,具有锁阻电路。
LTC4302还提供双向缓冲,使主总线和冗余总线的电容相互隔离。上升时间加速电路通过在上升沿提供强大的上拉电流来减少上升时间,进一步减轻了沉重的容性负载的负担。由于这两个特性,LTC4302能够实现比简单的无缓冲多路复用器更大的2线总线系统。
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