热插拔和缓冲I2C总线(图)

　　随着服务器系统的增长，包含控制电路用来监视服务器输入/输出卡的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(hotswaptm)的芯片，但是迄今为止，仍没有一个能在i2c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。ltc4300-1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。
　　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的预充电电路工作，并强迫1v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100pf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影响，这时两个信号短接在一起。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使预充电电路停止工作，激活输入至输出连接电路，使背板sda和scl总线与卡上的电路相连。

容量缓冲与上升时间加速器特性
　　输入至输出连接电路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i/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i/o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电路，进一步满足系统上升时间要求。

结论
　　ltc4300-1允许用户在不破坏双总线系统的背板sda和scl信号情况下，将i/o卡插入到带电的背板中。另外，连接电路提供双向缓冲，隔离背板与卡电容。上升时间加速器电路加以提供帮助从而满足上升时间要求。