隨著通用串行總線(USB)在便攜或手持應用中日趨流行,具有超低功耗的高質(zhì)量開關在實現(xiàn)這種連接解決方案方面充當著重要角色,。受消費者的需求驅(qū)動,,設計人員需要不斷創(chuàng)新、加速設計進程并幫助縮短制造周期,,在這種情況下,,可靠的低成本的USB開關已經(jīng)成為其中的關鍵組件。
USB已經(jīng)成為PC與外備進行通信的最通用標準,。鍵盤,、打印機、網(wǎng)絡攝像機" title="網(wǎng)絡攝像機">網(wǎng)絡攝像機,、數(shù)據(jù)存儲設備,、移動電話、MP3播放器,、數(shù)碼相機和游戲機等設備都可以通過USB接口與PC連接起來。USB應用廠商論壇(USB-IF" title="USB-IF">USB-IF)為USB設立了標準,,設備必須通過嚴格的測試后才能獲得USB認證,。這樣才能確保所有通過USB論證的軟件程序、連接器,、線纜,、信號驅(qū)動器和接收器能夠相互兼容。
USB采用雙線半雙工" title="半雙工">半雙工系統(tǒng)來傳輸數(shù)據(jù),。USB線纜還包括5V電源線和地線,,使得U盤,、網(wǎng)絡攝像機和鍵盤等低功耗設備需要使用電池。USB-IF會對USB信號進行嚴格的測試,,以確保其符合標準,。眼狀圖(eye diagram)是一項重要測試,它可以在單一視圖上顯示出所有可能的比特置換" title="比特置換">比特置換覆蓋(bit permutations overlaid),。
設計師在選擇USB開關時,,必須考慮以下幾個因素:
- 導通電阻" title="導通電阻">導通電阻。導通電阻隨著偏置電壓" title="偏置電壓">偏置電壓,、溫度和電源的不同而變化,,接收器能接收到的信號幅度也隨這些參數(shù)而改變。導通電阻隨偏置電壓的變化還會引起上升沿和下降沿,,顯示出不同的電阻值,,因此導致在眼圖上出現(xiàn)糟糕的交叉。通常,,導通電阻越小,,隨參數(shù)的變化也越小。導通電阻保持在5歐姆以下是很重要的,。
- 電容和帶寬,。電容值應該維持在15皮法以下,而帶寬應該高于400MHz,。開關的布線必須精心設計,,以維持電容的對稱性。
- 傳輸延遲,。CMOS開關可以模擬成串聯(lián)電阻,,為通過它們的數(shù)字信號增加最小的延遲。延遲時間用皮秒來度量,,僅僅限于信號經(jīng)過裸片所需要的時間,。
- 供電電源。對于低速或全速USB,,規(guī)定的信號幅值是3.3V,,上下浮動10%。
- 開關保護,。USB標準規(guī)定USB設備的數(shù)據(jù)線在24小時周期內(nèi)必須能夠承受與5V電源線的短路,。實現(xiàn)該標準的最簡單的方法就是采用一個電阻來限制電流。因此,,最普通的解決方案是使用一個供電電壓為5V的開關,。