热插拔和缓冲I2C总线

随著服务器系统的增长，包含控制威廉希尔官方网站 以用来监视服务器的输入/输出(I/O)卡数量和复杂程度也同比增长。零停机时间系统要求用户将I/O卡插入带电的背板。虽然许多IC供应商已经开发出能够安全对电源和地线进行热插拔(Hot SwapTM)的芯片，但是迄今为止，仍没有一个能在I2CTM和SMBus系统中实现系统数据(SDA)和系统时钟(SCL)线“热插拔”的单片解决方案。由于每个I/O卡的SDA和SCL电容直接加到这些系统的背板中，因此系统的扩展使得上升和下降时间指标难以满足。LTC4300-1允许用户在不破坏背板数据转换的情况下把I/O卡插入带电的背板上，它同时提供双向的缓冲，并隔离背板和卡上的电容。

图1给出了一个LTC4300- 1安全热插拔SDA和SCL线的应用。LTC4300位于外围设备卡的边缘，ScLOUT管脚与卡的SCL总线相连，而SDAOUT管脚与卡的SDA总线相连。当卡通过长短针位连接器插入带电背板时，地先连接上，然后才接上VCC。

图1：采用LTC4300-1热插拔SDA和SCL线

VCC和地连接后， SDAIN和SCLIN与背板的SDA和SCL线连接。此时，电压为1V的预充电威廉希尔官方网站 工作，并强迫IV电压通过100k标称电阻至低电容(小于10pF)SDA和SCL管脚，使得连接时所看到的最坏电压差最小化。预充电和低电容特性使背板SDA和SCL总线在热插拔期间干扰最小。

在卡插入期间，SDA背板总线和LTC4300-1 SDAIN管脚上的电压如图2所示。接地的1 00pF电容器尽力赶上相当于SDA总线的电容。在刚插入前，LTC4300-1的SDAIN管脚被预充电到1V，而SDA总线背板电压接近4V。由于SDAIN管脚的高阻抗和低电容，该管脚上的电压在插入时上升到背板电压，因此背板电压几乎没有受到影响，这时两个信号短接在一起。

图2：LTC4300-1的SDAIN管脚连接背板SDA总线

一旦总线没有与卡连接的背板有停止位或总线空闲出现，LTC4300-1使预充电威廉希尔官方网站 停止工作，激活输入至输出连接威廉希尔官方网站 ，使背板SDA和SCL总线与卡上的威廉希尔官方网站 相连。

容量缓冲与上升时间加速器特性

输入至输出连接威廉希尔官方网站 的关键特性是提供双向缓冲，图3是利用该特性的一个应用。如果1/O卡直接连接到背板上，所有背板和卡上的电容将直接相加，难以满足上升和下降时间要求。将LTC4300-1置于每个卡的边缘，但从背板隔离卡电容。对于给定的1/0卡，LTC4300-1驱动卡上电容，背板必须只驱动LTC4300-1的低电容。LTC4300-1通过提供位于所有四个SDA和SCL管脚的上升时间加速器威廉希尔官方网站 ，进一步满足系统上升时间要求。图4示出了加速器为10pF和100pF等同总线电容提供的改善上升时间。

图3：多个I/O卡插到一块背板中

图4：在10pF和100pF上拉电容的上升时间加速器

结论

LTC4300-1允许用户不在破坏双总线系统的背板SDA和SCL信号情况下，将I/O卡插入带电的背板中。另外，连接威廉希尔官方网站 提供双向缓冲，隔离背板与卡电容上升时间加速器威廉希尔官方网站 加以提供帮助从而满足上升时间要求。

审核编辑：郭婷