Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Bidirektionaler Levelshifter gesucht (5V kompatibel)


von Janos K. (noshky)


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Hallo Forum,

ich bin auf der Suche nach einem Level-Translator/Shifter, und finde 
nichts geeignetes, vielleicht kennt von euch jemand etwas Passendes?

Geshiftet werden soll:
- ca. 16 Bit
- bidirektional!
- Jedes Bit seine eigene Richtungskontrolle!
- zwischen 1.2/1.8V und 5V
- (Geschwindigkeit ist erstmal egal)
- Soviele Kanäle/Bits in einem Package

Der ideale Logigtyp ist z.B. der 74LVC(H)1T45 
(http://www.nxp.com/products/logic/level_shifters_translators/series/74LVC_H_1T45.html#documentation) 
- das ist ein 1-bit Transceiver. Alle Mehr-Kanal Bauteile dieses Typs 
haben leider nur eine Richtungskontrolle für alle Bits - das ist auch 
bei den meisten anderen Mehrkanal-Transceivern so.

Ein Fast-Kandidat, aber nur 4.6V kompatibler, IC ist der SN74AVC4T774 
von Texas (http://www.ti.com/product/sn74avc4t774). Der shiftet 4 Kanäle 
mit jeweils eigener Richtungskontrolle.

Das zuerst genannte 1-Bit-Teil ist zwar von der Funktion her optimal, 
fällt dann aber im Preis und im Platzbedarf bei 16-20 Stück negativ auf. 
Die gleiche Funktion in weniger Packages könnte an den beiden Stellen 
punkten.

Kennt hier vielleicht jemand einen passenden IC?

Viele Grüße
Janos

von Frank K. (fchk)


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Welche Bausteine (Typ) befinden sich an den beiden Enden?

fchk

von Uwe B. (Firma: TU Darmstadt) (uwebonnes)


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Schau Dir mal die Texas TXS0xxx/TXB0xxx Bausteine an. Dann brauchst Du 
kein Umschaltsignal.

von Janos K. (noshky)


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@Frank
Schwierig zu sagen. Auf der 1.8V Seite sitzt ein Prozessor, auf der 
anderen 5V Seite muss er mit allem möglichen Rechnen. Beide Seiten 
können treiben.

@Uwe
Danke für den Hinweis, Auto-Direction-Detection ist aber schon 
ausgeschieden. Ich brauche leider tatsächlich manuelle 
Richtungskontrolle.

von Markus U. (markjus) Benutzerseite


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Hast Du Dir die ADUMxx-Serie von Analog Devices schon einmal angeschaut?

von Ralf (Gast)


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> Kennt hier vielleicht jemand einen passenden IC?
Ich hätte jetzt spontan CPLD/FPGA gesagt, wobei das halt als reiner 
Levelshifter oversized ist.

Ansonsten bleiben m.E. zwei weitere Möglichkeiten:

1) Infragestellen! -> Warum überhaupt einen Multichannel-Levelshifter 
mit Richtungsumschaltung pro Kanal? Soll heissen, warum tut's nicht auch 
ein bidirektionaler Levelshifter ohne Richtungswahl? -> Die 
I2C-Spezifikation hat beispielsweise eine Schaltung aus zwei 
Widerständen und einem FET pro Kanal als Levelshifter.

2) Was zahlst du mir für ein Layout einer kleinen Platine mit 
entsprechenden 125er bzw. 126er Treibern? ;)
Nein, ernsthaft, das wäre ja auch ein gangbarer Weg. Kritisch wird's 
halt, wenn's um höhere Busgeschwindigkeiten geht...

> Das zuerst genannte 1-Bit-Teil ist zwar von der Funktion her optimal,
> fällt dann aber im Preis und im Platzbedarf bei 16-20 Stück negativ auf.
Bzgl. Preis finde ich 30ct/Kanal für die von dir benötigte Funktion 
akzeptabel, das sind etwa 5€. Das mit dem Platz ist einfach deswegen, 
weil man davon ausgehen kann, dass wenn 8, 16 oder mehr Kanäle benötigt 
werden, es sich um einen Bus handelt, welcher eben als ganzes 
umgeschalten werden soll (was sich bei einem IC-Package mit 20, 24, 40 
Pins entsprechend anbietet).
Aus diesem Grund ist das höchste der Gefühle, sprich bidirektionale 
Treiber mit separater Richtungsumschaltung eben ein 2er oder maximal 4er 
IC.

Ralf

von Janos K. (noshky)


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Ralf schrieb:
>> Kennt hier vielleicht jemand einen passenden IC?
> Ich hätte jetzt spontan CPLD/FPGA gesagt, wobei das halt als reiner
> Levelshifter oversized ist.
:-) Das war auch schon unser Ansatz - ist mittlerweile aber wieder vom 
Tisch. Obwohl ein CPLD preislich fast schon mithalten könnte, ist es in 
unserem Fall schlecht für das Design.

> Ansonsten bleiben m.E. zwei weitere Möglichkeiten:
>
> 1) Infragestellen! -> Warum überhaupt einen Multichannel-Levelshifter
> mit Richtungsumschaltung pro Kanal? Soll heissen, warum tut's nicht auch
> ein bidirektionaler Levelshifter ohne Richtungswahl? -> Die
> I2C-Spezifikation hat beispielsweise eine Schaltung aus zwei
> Widerständen und einem FET pro Kanal als Levelshifter.
Es geht darum, GPIOs zu adaptieren. Jede der 20 Leitungen können eigene 
Signale sein, die in keinem Zusammenhang stehen. Die Richtung der GPIOs 
muss "von Hand" eingestellt werden, um an ein bestimmtes (von vielen 
möglichen) Zielgerät angepasst werden zu können. Ob die GPIOs beim 
Zielgerät Open-Collector oder Push-Pull Ausgänge haben, ist nicht 
bekannt -> dazwischen muss aber bei bidirektionalen Levelshiftern mit 
automatischer Richtungskontrolle unterschieden werden.

> 2) Was zahlst du mir für ein Layout einer kleinen Platine mit
> entsprechenden 125er bzw. 126er Treibern? ;)
> Nein, ernsthaft, das wäre ja auch ein gangbarer Weg. Kritisch wird's
> halt, wenn's um höhere Busgeschwindigkeiten geht...
Danke für das Angebot ;-). Das würdest du mit dem dir zur Verfügung 
gestellten Budget und Platinenfläche allerdings nicht schaffen!

> ...
> Aus diesem Grund ist das höchste der Gefühle, sprich bidirektionale
> Treiber mit separater Richtungsumschaltung eben ein 2er oder maximal 4er
> IC.
>
> Ralf
Vielen Dank für deine Überlegungen! Mit dem 1-Bit Shifter bin ich ja 
schon ganz zufrieden, allerdings würden mir 2 oder sogar 4 Bit in einem 
Gehäuse schon sehr viel weiter helfen - natürlich aber auch nur, wenn 
der Preis stimmen würde.

Vielleicht finde ich ja noch ein Bauteil - dann gebe ich gerne hier 
Bescheid.

Grüße
Janosch

von Janos K. (noshky)


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Markus U. schrieb:
> Hast Du Dir die ADUMxx-Serie von Analog Devices schon einmal angeschaut?
Hallo Markus,
jetzt habe ich mir die ADUMxx's angeschaut. Allerdings finde ich kein 
Bauteil mit Richtungsumschaltung dabei. Hast du da eine spezielle 
Teilenummer?
Grüße
Janosch

von Frank K. (fchk)


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Sind die CPU-Pins knapp?

Ansonsten könnte man das ganze aufteilen, und zwar pro Pin:
- eine Sense-Leitung, die den Zustand des 5V-Pins zurückmeldet
- ein PNP oder PMOS zum Hochziehen des Pins
- ein NPN oder NMOS zum Runterziehen des Pins

Für diese drei Einzelfunktionen sollten sich eher Mehrfachpackages 
finden, denke ich mal.

fchk

von Uwe B. (Firma: TU Darmstadt) (uwebonnes)


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Janosch K. schrieb:
> Es geht darum, GPIOs zu adaptieren. Jede der 20 Leitungen können eigene
> Signale sein, die in keinem Zusammenhang stehen. Die Richtung der GPIOs
> muss "von Hand" eingestellt werden, um an ein bestimmtes (von vielen
> möglichen) Zielgerät angepasst werden zu können. Ob die GPIOs beim
> Zielgerät Open-Collector oder Push-Pull Ausgänge haben, ist nicht
> bekannt -> dazwischen muss aber bei bidirektionalen Levelshiftern mit
> automatischer Richtungskontrolle unterschieden werden.

Hast Du Dir die TEXAS  TXS/TXB angeschaut?

von Hans-Georg L. (h-g-l)


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Such mal nach "bidirectional levelshifter".

Falls du nur einzelne zum Basteln brauchst schau mal auf alten Intel 
Slot Prozessoren, da waren ausser dem cache auch solche shifter drauf.

Ohne extra Umschaltung.

von Hans-Georg L. (h-g-l)


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GTL2000 mit 22 Kanälen war so ein beliebter Typ, aber den gibt es glaube 
ich nicht mehr zu kaufen ...

von Ralf (Gast)


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Ansonsten käme mir noch eine Kombination aus 1G125/1G126 bzw. 
2G125/2G125 pro Kanal bzw. zwei Kanäle in den Sinn... Auch platzraubend, 
aber evtl. nicht ganz so teuer.

Ralf

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