原创 远端EEPROM热拔插可靠性设计

罗昊  southcreek product

这个设计使用一个EEPROM放置在应用部分上。用约一米长的电缆与主机相连，可以带电拔插。用于记录应用部分的使用状况。

为尽量减少连接线数量，EEPROM使用SCL SDA和GND三根线与主机相连。由以往的经验，主机直接对EEPROM供电，如果设计不当，在热拔插时容易损坏接口。严重时会引起两侧的电路永久性损坏。

在这个设计中，两侧的SCL SDA线路上都串联510Ω电阻并使用双二极管作保护，利用二极管箝位的功能，将输入端电压箝位到安全电压。

EEPROM的供电使用SCL 或SDA的线路供电，当SCL为高电平时，可以通过二极管连接到VEE的一端，对接到EEPROM供电端的电容充电，达到供电的目的。VEE端连接一个5V的TVS管，防止拔插瞬间尖峰电压超标。

图中是主机端读取EEPROM  0x04位置的数据。 I2C总线速度约为50Khz，先发出I2C地址写0xA0，得到EEPROM的ACK回应，再发出地址0x04，得到ACK回应。发出I2C地址读0XA1，随后读出1字节。在ACK位置以及最后输出的字节的低电平均比GND略高，这是因为线路上串联的两个510Ω的保护电阻及主机端的10KΩ上拉电阻分压引起的。

带电拔插不会损坏器件。但如果在做写入操作时拔插，有可能会写入失败。

       当然可以用1-WIRE总线的EEPROM器件完成相同的工作。且只需要两根线即可。不过1-WIRE总线的EEPROM成本较高。所以弃之不用。