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Isolatoren

Entwicklungs-Tools schützen

16. September 2019, 11:32 Uhr | Von Rich Miron, Applications Engineer bei Digi-Key Electronics

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Auswahl eines I2C-Isolators

Will der Entwickler Treiber für Geräte außerhalb des Mikrocontrollers entwickeln, kann er auf Busspionage-Tools zurückgreifen. Diese Tools ermöglichen ihm die Überwachung des Busverkehrs, wobei hochwertige und damit auch teurere Tools es außerdem ermöglichen, Nachrichten auf den Bus zu injizieren.

Bei der Auswahl eines I2C-Isolators müssen mehrere Merkmale berücksichtigen werden:

Die Spannungsisolation sollte mindestens 2500 V (effektiv) betragen. Dieses Isolationsniveau schützt vor 90 Prozent oder mehr aller Pannen bei der Entwicklung von Embedded-Lösungen.
Die Datenrate des Isolators sollte geprüft werden. Standard-I2C arbeitet mit 100 und 400 kbit/s. High-Speed-I2C arbeitet mit 1000 kbit/s. Das Tool oder die Anwendung bestimmt, welcher Isolator und welche Isolatortechnologie am besten ausgewählt werden sollte.

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Es gibt unterschiedliche Allzweck-I2C-Isolatoren, die gut für den Schutz von Entwicklungs-Tools geeignet sind. Als Allzweck-Isolator ist der ADUM3211ARZ-RL7 von Analog Devices (Bild 1) eine gute Option.

Der ADUM3211 nutzt die magnetische Kopplung zum Übertragen von Daten mit Datenraten bis zu 1000 kbit/s. Dieser Isolator ist damit für High-Speed-I2C geeignet, enthält aber keine bidirektionale Barriere. Das bedeutet, dass das Entwicklungs-Tool den Bus überwachen kann, aber es ist nicht in der Lage, auf ihn zu schreiben, was jedoch für die meisten Anwendungen absolut ausreichend ist.

Zum Schutz von Entwicklungs-Tools, die sowohl den Bus überwachen als auch Daten auf ihn injizieren müssen, ist der I2C-Isolator ISO1541DR von Texas Instruments (Bild 2) eine gute Wahl. Der ISO1541 nutzt die kapazitive Kopplung in einem SOIC-8-Gehäuse zur bidirektionalen Datenübertragung mit bis zu 1000 kbit/s. Der Isolator enthält zwei getrennte Isolationskanäle: einen für das Datensignal (SDA) und einen für das Taktsignal (SCL).

In beiden Abbildungen (Bild 1 und Bild 2) wird vorausgesetzt, dass die Tool-Seite des Isolators mit Strom und die Zielseite separat ebenfalls mit Strom versorgt wird. Beim Setup muss der Entwickler also unbedingt darauf achten, dass beide Seiten mit Strom versorgt werden.