可配置成4～20位可選的電平移位式總線開(kāi)關(guān)FSTD16450及其應(yīng)用

摘要：FSTD16450是Fairchild公司最新推出的電平移位式總線開(kāi)關(guān)集成電路。它功能強(qiáng)大，使用靈活，而且阻抗很低。可以配置成4位、5位、10位和20位總線開(kāi)關(guān)，且與高速CMOS和TTL電平兼容。文中介紹了它的基本特點(diǎn)、引腳功能、主要參數(shù)和應(yīng)用方法。

關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān) 總線接口 控制 FSTD16450

1 基本特點(diǎn)

FSTD16450是Fairchild公司最新推出的電平移位式總線開(kāi)關(guān)集成電路。利用它可以配置成4位、5位、8位、10位、16位和20位等與高速CMOS和TTL電平兼容的總線開(kāi)關(guān)。該器件的阻抗很低，因而可以實(shí)現(xiàn)輸入和輸出之間的最好連接，而且沒(méi)有傳輸延遲和接地噪聲。

FSTD16450的使能連接控制可由用戶(hù)根據(jù)設(shè)計(jì)需要在4位、5位、8位、10位、16位和20位中進(jìn)行配置。具體的位配置選擇可以通過(guò)選擇引腳邏輯來(lái)進(jìn)行。當(dāng)Oex為低時(shí)，器件中的Ax和Bx相連；當(dāng)OEx為高時(shí)，開(kāi)關(guān)呈現(xiàn)開(kāi)路狀態(tài)。

FSTD16450型總線開(kāi)關(guān)在引腳設(shè)置上的另外一個(gè)特點(diǎn)是增加了電平移位選擇引腳S2。當(dāng)S2為低時(shí)，器件的工作方式和普通的標(biāo)準(zhǔn)N-MOS開(kāi)關(guān)沒(méi)什么兩樣；而當(dāng)S2為高時(shí)，器件采用5V輸入/3.3V輸出的完全電平移位二極管使能工作方式。

選擇引腳S0、S1、S2是專(zhuān)為用戶(hù)設(shè)計(jì)的配置控制引腳。這些選擇引腳在系統(tǒng)工作期間可以臨時(shí)中斷其輸出邏輯狀態(tài)，以控制各組輸入/輸出引腳之間的開(kāi)關(guān)。另外，使用時(shí)無(wú)需考慮和測(cè)試S0、S1和S2引腳的交流性質(zhì)。

FSTD16450還個(gè)有如下主要特性：

●兩端口之間的轉(zhuǎn)換連接電阻僅為4Ω；

●具有最小的傳輸延遲；

●靜態(tài)電流很低；

●在信號(hào)傳輸期間，器件的對(duì)地反彈噪聲為0；

●控制輸入信號(hào)與TTL電平兼容。

該器件采用56腳小型雙列TSSOP和54腳球狀焊珠柵格陣列FBGA兩種封裝形式。其中FBGA封裝符合JEDEC MO-195標(biāo)準(zhǔn)，寬度為5.5mm。圖1和圖2分別為56腳小型雙列TSSOP和54腳球狀焊珠柵格陣列FBGA封裝形式的引腳排列示意圖。

2 功能和參數(shù)

2.1 引腳功能

FSTD16450總線開(kāi)關(guān)的引腳分為開(kāi)關(guān)使能引腳、輸入引腳、輸出引腳、位配置使能引能和電平移位使能引腳五大類(lèi)。說(shuō)明如下：

OEx：總線開(kāi)關(guān)使能引腳。該腳為低電平時(shí)，使能其所控制的對(duì)應(yīng)組的輸入/輸出；該腳為高電平時(shí)，其所控制的對(duì)應(yīng)組的輸入/輸出呈現(xiàn)開(kāi)路狀態(tài)。

A：輸入引腳。也就是開(kāi)關(guān)信號(hào)的前端。

B：輸出引腳。也就是開(kāi)關(guān)信號(hào)的后端。

S0，S1：位配置使能引腳。利用該引腳的不同輸入組合可以分別將FSTD16450總線開(kāi)關(guān)設(shè)置成4位、5位、10位和20位輸入/輸出形式。

S2：電平移位二極管使能引腳。該腳為低電平時(shí)，器件采用普通的標(biāo)準(zhǔn)N-MOS開(kāi)關(guān)工作方式；而當(dāng)S2為高電平時(shí)，器件采用5V輸入/3.3V輸出的完全電平移位二極管使能工作方式。

2.2 主要參數(shù)

FSTD16450的主要極限參數(shù)如下：

●最大電源電壓范圍：-0.5～7.0V；

●直流開(kāi)關(guān)電壓范圍：-0.5～7.0V；

●各控制腳的直流輸入電壓：-0.5～7.0V；

●二極管的直流輸入電流：-50mA；

●直流輸出電流：128mA；

●電源Vcc到GND的直流電流：±100mA;

●存儲(chǔ)溫度范圍：-65℃～+150℃；

以下是FSTD16450的主要工作參數(shù)：

●電源工作電壓：4.0～5.5V；

●輸入和輸出電壓：0～5.5V；

●開(kāi)關(guān)控制輸入延遲時(shí)間：0～5ns/V;

●開(kāi)關(guān)輸入/輸出延遲時(shí)間：0ns/V；

●高電平輸入電壓：≥2.0V；

●低電平輸入電壓：≤0.8V；

需要說(shuō)明的是：對(duì)于控制腳的輸入電平來(lái)說(shuō)，無(wú)論是在高電平還是低電平時(shí)，都應(yīng)當(dāng)有一定的余量，以確保器件的各種設(shè)置的穩(wěn)定，從而使器件的輸入/輸出能夠可靠地工作。

3 使用說(shuō)明

S2是FSTD16450總線開(kāi)關(guān)的電平移位使能引腳，該引腳電平的高低決定了FSTD16450是否采用電平移位二極管使能工作方式。當(dāng)該腳為低電平時(shí)，器件采用普通的標(biāo)準(zhǔn)N-MOS開(kāi)關(guān)工作方式；為高時(shí)，器件采有V輸入/3.3V輸出的完全電平移位二極管使能工作方式。這兩種工作方式的位設(shè)置和其它工作方式基本相同。

S0和S1引腳的不同輸入組合可以分別將FSTD16450總線開(kāi)頭設(shè)置成4位、5位、10位和20位輸入/輸出形式。

3.1 20位配置組合

當(dāng)S0和S1引腳均為低電平時(shí)，器件選擇20位配置的輸入/輸出工作方式。圖3是FSTD16450在20位配置時(shí)工作原理示意圖。選擇20位配置時(shí)，器件的輸入/輸出僅由OE1來(lái)控制，而OE1～5可以根據(jù)具體情況連接到Vcc或GND腳。當(dāng)OE1為低時(shí)，器件上所有A端上的輸入信號(hào)均在其所對(duì)應(yīng)的B輸出端口得到無(wú)損耗地輸出。而當(dāng)OE1為高時(shí)，器件的所有輸入/輸出端口均呈現(xiàn)程開(kāi)路狀態(tài)。

3.2 10位配置組合

當(dāng)S0為低而S1高時(shí)，器件被設(shè)置為10位輸入/輸出方式。圖4為10位配置工作示意圖。在10位配置時(shí)，器件的輸入/輸出由OE1和OE4來(lái)控制，而其余的OE引腳可以根據(jù)具體情況接至Vcc或GND腳。實(shí)際上，這時(shí)是將器件的輸入和輸出引腳分成了兩組，而用OE1和OE4分別控制兩組對(duì)應(yīng)的輸入/輸出引腳以實(shí)現(xiàn)兩組10位總線的開(kāi)關(guān)控制。各組之間的操作方式和20位配置時(shí)相同。

3.3 5位配置組合

當(dāng)S0為高而S1低時(shí)，器件被設(shè)置為5位輸入/輸出工作方式。圖5為5位配置時(shí)的操作示意圖。在5位配置時(shí)，僅將OE5引腳接至Vcc或GND腳。而利用OE1～4之間不同高低控制電平的組合來(lái)構(gòu)成不同的5位一組的輸入/輸出方式。其OEx操作方法和20位配置時(shí)相同。

3.4 4位配置組合

如果FSTD16450的S0和S1均為高電平，那么，器件被設(shè)置為4位一組的輸入/輸出工作方式。圖6為4位配置時(shí)的操作示意圖。它的OE1～5的操作和上述其它幾種操作方法相同。利用OE1～5之間的各種不同的高低電平控制組合，即可構(gòu)成各種不同的4位一組的輸入/輸出總線控制開(kāi)關(guān)。

3.5 其它組合

實(shí)際上，也可以采用接地或者不用等方式將FSTD16450配置成8位、16位或20位以?xún)?nèi)的各種組合開(kāi)關(guān)，還可以用兩個(gè)4位組合來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)8位開(kāi)關(guān)。由此可見(jiàn)：FSTD16450是一個(gè)功能十分強(qiáng)大的總線開(kāi)關(guān)，用戶(hù)可以根據(jù)具體情況靈活使用。