原创 逻辑电平兼容

2010-5-18 18:49 1931 18 22 分类: 消费电子

我遇到了一些电平转换的问题,主要是3.3V的ARM和5V或者3.3V的CPLD还有5V也可以是3.3V的AD9822,最后是5V的CCD之间的关系。
想来想去,最后最好的结果还是使用3.3V的ARM,CPLD还有给AD的逻辑,还有所有的缓冲芯片和SRAM供上3.3V的电平,这样做的最大好处,就是只需要在CCD和做一个电平转换就可以了。

对于这个整理了一些资料:

A器件=>B器件
对于逻辑电平来说,最主要的有以下四个参数:

B器件的输入参数

输入高电平(VIH):逻辑将输入电压识别成高电平时所允许的最小输入高电平,当Vinput>VIH时,则逻辑为高电平。 注意当输入电平为高时候,往往存在输入级有一定的泄漏电流,这个数值非常小在uA范围内,Ileak。

输入低电平(VIL):逻辑将输入电压识别成低电平时所允许的最大输入低电平,当Vinput<VIL时,则认为输入电平为低电平。 注意当输入电平为低时候,往往存在输入级有一定流出的泄漏电流,这个数值非常小在uA范围内,Ileak。

泄流电流是钳位二极管和输入MOS管的综合作用。

A器件的输出参数

输出高电平(VOH):在一定的输出电流(流出)下,逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值。由于可等效成内部的Rdson,实际上这个数值并没有大的意义,因为只有我们考虑了Rdson才能真实的估计实际的输出高电平的数值。

输出低电平(VOL):在一定的输出电流(注入)下,逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值。同上面一个参数是同样一个概念。

电平兼容的要求

VOH > VIH:在VIH需求的电流下的VOH。

VOL < VIL:如果不存在上拉的条件的话,一般VOL的压降问题不大,这是一个比较容易满足的条件。

当然可能设定一定的电压阈值,作为噪声容限。

然后我们选取四类逻辑电平:TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS

 

1.jpg


输入参数

CMOS:输入高电平UIH min =(0.65~0.7)×5V,输入低电平UIL max  =(0.3~0.35)×5V

LVCMOS:

2.jpg

输出参数

一般而言:

CMOS:输出高电平UOH main = VDD-0.2V,输出低电平UOL max  =  0.2V.

LVCMOS:

3.jpg

按照正常的情况

LVCMOS输出=>CMOS输入,电平可能太低,导致高电平无法识别。

CMOS输出=>LVCMOS输入,电平可能太高,导致IO口钳位。

目前网上有很多解决电平的方案,仔细分析一下,并对比优缺点和使用范围。

Device Families:
TTL (74xx)  True TTL  
74L         Low power 
74S         Schottky  
74H         High speed
74LS        Low power - Schottky              
74AS        Advanced - Schottky       
74ALS       Advanced - Low power - Schottky              
74F(AST)    Fast - (Advanced - Schottky)      
74C         CMOS...................check Vcc levels   
74HC (U)    High speed - CMOS (Unbuffered output)      
74HCT       High speed - CMOS - TTL inputs          
74AHC       Advanced - High speed - CMOS              
74AHCT      Advanced - High speed - CMOS - TTL inputs 
74FCT (-A)  Fast - CMOS - TTL inputs (speed variations)
74FCT (-T, -AT) Fast - CMOS - TTL inputs (speed variations)
74AC        Advanced - CMOS                           
74ACT       Advanced - CMOS - TTL inputs             
74FACT      AC, ACT (Q) series                    
74ACQ       Advanced - CMOS - Quiet outputs               
74ACTQ      Advanced - CMOS - TTL inputs - Quiet outputs

Bus Driver Families
74ABT       Advanced - BiCMOS - Technology               
74ABTE      ABT - Enhanced Transceiver Logic              
74ABTH      Advanced - BiCMOS - Technology - bus Hold 
74BCT       BiCMOS - TTL inputs                      
74BTL       Backplane - Transceiver - Logic           
74GTL       Gunning - Transceiver - Logic             
74GTLP      GTL Plus                              

Low Voltage Families
74ALB       Advanced - Low Voltage - BiCMOS               
74LV (U)    Low - Voltage (Unbuffered output)         
74LVC (R)   LV - CMOS (damping Resistor)(Unbuffered output)
74LVCH          Low - Voltage - CMOS - bus Hold               
74ALVC          Advanced - Low - Voltage - CMOS               
74LVT (R) (U)   LV - TTL  (damping Resistor(Unbuffered output)
74LVTZ          Low - Voltage - TTL - High Impedance power-up 
74ALVC (R)  ALV - CMOS (bus Hold) (damping Resistor)  
74ALVCH         Advanced - Low - Voltage - CMOS - bus Hold
74LCX           LV - CMOS (operates with 3v & 5v supplies)
74VCX           LV - CMOS (operates with 1.8v & 3.6v supplies

4000            True CMOS (non-TTL levels)            

ECL Device Families:
MEC I           8nS*              
MEC II          2nS*                  
MEC III         (16XX)  1nS*  .......* = Rise & Fall Times
101xx           100 series 10K ECL, 3.5nS*            
102xx           200 series 10K ECL, 2.5nS*            
108xx           800 series 10K ECL, voltage compensated, 3.5nS*
10Hxxx          10K - High speed, voltage compensated, 1.8nS*
10Exxx          10K - ECLinPS, voltage compensated, 800pS*
100xxx          100K, temperature compensated                 
100Hxxx         100K - High speed, temperature compensated
100Exxx         100K - ECLinPS, temp, voltage comp., 800pS*

文章评论4条评论)

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用户1079519 2010-5-22 18:50

用户1371162 2010-5-21 15:07

bucuoa

hujiong_821829990 2010-5-21 09:28

确实不错

用户1511605 2010-5-21 08:48

不错。
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