熱插拔和緩沖I2C總線(圖)

　　隨著服務器系統(tǒng)的增長，包含控制電路用來監(jiān)視服務器輸入/輸出卡的數(shù)量和復雜程度也同比增長。零停機時間系統(tǒng)要求用戶將i/o卡插入帶電的背板。雖然許多ic供應商已經(jīng)開發(fā)出能夠安全對電源和地線進行熱插拔(hotswaptm)的芯片，但是迄今為止，仍沒有一個能在i2c和smbus系統(tǒng)中實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)(sda)和系統(tǒng)時鐘(scl)線“熱插拔”的單片解決方案。由于每個i/o卡的sda和scl電容直接加到這些系統(tǒng)的背板中，因此系統(tǒng)的擴展使得上升和下降時間指標難以滿足。ltc4300-1允許用戶在不破壞背板數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的情況下把i/o卡插入帶電的背板上，它同時提供雙向的緩沖，并隔離背板和卡上的電容。
　　圖1給出了一個ltc4300-1安全熱插拔sda和scl線的應用。ltc4300-1位于外圍設備卡的邊緣，sclout管腳與卡的scl總線相連，而sdaout管腳與卡的sda總線相連。當卡通過長短針位連接器插入帶電背板時，地先連接上，然后才接上vcc。
　　vcc和地連接后，sdain和sclin與背板的sda和scl線連接。此時，電壓為1v的預充電電路工作，并強迫1v電壓通過100k標稱電阻至低電容(小于10pf)sda和scl管腳，使得連接時所看到的最壞電壓差最小化。預充電和低電容特性使背板sda和scl總線在熱插拔期間干擾最小。
　　在卡插入期間，sda背板總線和ltc4300-1 sdain管腳上的電壓如圖2所示。接地的100pf電容器盡力趕上相當于sda總線的電容，在剛插入前，ltc4300-1的sdain管腳被預充電到1v，而sda總線背板電壓接近4v。由于sdain管腳的高阻抗和低電容，該管腳上的電壓在插入時上升到背板電壓，因此背板電壓幾乎沒有受影響，這時兩個信號短接在一起。一旦總線沒有與卡連接的背板有停止位或總線空閑出現(xiàn)，ltc4300-1使預充電電路停止工作，激活輸入至輸出連接電路，使背板sda和scl總線與卡上的電路相連。

容量緩沖與上升時間加速器特性
　　輸入至輸出連接電路的關(guān)鍵特性是提供雙向緩沖，圖3是利用該特性的一個應用。如果i/o卡直接連接到背板上，所有背板和卡上的電容將直接相加，難以滿足上升和下降時間要求。將ltc4300-1置于每個卡的邊緣，但從背板隔離卡電容。對于給定的i/o卡，ltc4300-1驅(qū)動卡上電容，背板必須只驅(qū)動ltc4300-1的低電容。ltc4300-1通過提供位于所有四個sda和scl管腳的上升時間加速器電路，進一步滿足系統(tǒng)上升時間要求。

結(jié)論
　　ltc4300-1允許用戶在不破壞雙總線系統(tǒng)的背板sda和scl信號情況下，將i/o卡插入到帶電的背板中。另外，連接電路提供雙向緩沖，隔離背板與卡電容。上升時間加速器電路加以提供幫助從而滿足上升時間要求。