在SPI总线中常用的6N137和ADuM315x两款隔离芯片分析

　　SPI即串行外围设备接口，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，由于其在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，出于这种简单易用的特性，很多AD转换器都以SPI总线方式传输数据。

　　SPI隔离芯片:6N137

　　在工业现场的数据采集中，由于现场情况十分复杂，各个节点之间存在很高的共模电压。容易造成SPI接口无法正常工作，严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。因此，在强干扰环境中，或是高的性能要求下，就必须对SPI总线各个通信节点实行电气隔离。传统的SPI总线隔离方法是光耦合器技术，使用光束来隔离和保护检测威廉希尔官方网站 以及在高压和低压电气环境之间提供一个安全接口。目前一般使用6N137光电隔离器件，以Toshiba公司的6N137为例，该器件工作电压为5V，最高速率10Mbps，工作温度一般为0℃到70℃，隔离电压2500Vrms，并且以DIP8型封装，每个芯片仅提供一个隔离通道。这些性能已经限制了6N137在更高要求的环境中应用。

　　SPI隔离芯片:ADuM315x

　　 ADI公司推出的新型四通道数字隔离器ADuM315x以其诸多优于光电隔离器件的性能优点，在SPI总线以及其他高要求情况下有着广泛的应用前景。使用6N137来隔离SPI的威廉希尔官方网站 很复杂，需要使用大量的电阻、三极管来保证6N137的正常工作，而ADI的ADuM数字隔离器中的ADuM315x，一个芯片就可以完全替代上面的整个威廉希尔官方网站 。而其仅需通用集成威廉希尔官方网站 的两个旁路电容就可以正常工作了。ADuM315x系列隔离器比竞争对手基于光电耦合器或数字隔离器的解决方案快6倍以上，尺寸小80%以上，成本低85%。更快的SPI时钟速率有助于提高数据采集系统的吞吐量，提供更高的性能和更快的系统响应时间。高度的功能集成为系统设计师提供了一种简单的高速SPI信号隔离解决方案，同时在单个封装中集成了通常所需的低速的状态和控制信号。同时，ADuM315x系列支持众多高速率、SPI通信应用，包括工业自动化、仪表设备和电机控制中使用的分布式控制系统、可编程逻辑控制器和传感器监控器。与基于替代数字隔离器或光电耦合器的解决方案需要的18至32个组件相比，高度集成的ADuM315x SPI数字隔离器系列只需3个组件，简化了完整SPI数字隔离解决方案的设计。

　　ADuM3151、ADuM3152和ADuM3153提供采用不同配置的4个高速通道和3个额外的独立、低数据速率通道，集成了辅助/控制信号隔离功能。

 

　　ADuM3154数字隔离器提供从机选择多路复用系统，用一个隔离器最多可以维护4个从机器件。该数字隔离器支持17MHz时钟，只需要两个引脚，节约了一个MCU的GPIO。可通过两个引脚寻址的从机选择多路复用器，同时采用快速SS通道选通从机，实现精确时序。

　　ADI公司又名亚德诺半导体技术（上海）有限公司是高性能模拟、混合信号和数字信号处理（DSP）集成威廉希尔官方网站 （IC）设计、制造和营销方面世界领先的企业，产品涉及几乎所有类型的电子电器设备，1965年成立，员工15000名，专利4700多个，创新产品包括数据转换器、放大器和线性产品、射频（RF） IC、电源管理产品、基于微机电系统（MEMS）技术的传感器、其他类型传感器以及信号处理产品，包括DSP和其他处理器。

　　ADI公司还同时向工程师提供该系列隔离器的评估板EVAL-ADUM3150Z、EVAL-ADUM3151Z和EVAL-ADUM3154Z。这些评估板可访问全部数据通道，具有多连接选项，支持Tektronix有源探头，提供电缆端接，支持PCB边缘安装同轴电缆连接器，并可以让工程师轻松配置。