ADI首款單芯片USB隔離器瞄準(zhǔn)醫(yī)療和工業(yè)

第第頁ADI首款單芯片USB隔離器瞄準(zhǔn)醫(yī)療和工業(yè)2023年5月21日，北京訊——ADI推出業(yè)界首款單芯片USB隔離器（通用串行總線隔離器），該器件能簡化醫(yī)療和工業(yè)設(shè)備中的隔離USB端口實(shí)現(xiàn)方案。USB端口提供了實(shí)現(xiàn)外設(shè)與計(jì)算機(jī)之間的連接和斷開連接的簡單標(biāo)準(zhǔn)化方法，無需重新啟動(dòng)或關(guān)斷系統(tǒng)。ADuM4160是真正意義上的一體化芯片，取代了復(fù)雜的板級解決方案，不僅可以幫助工程師通過簡化設(shè)計(jì)縮短上市時(shí)間，而且還滿足了苛刻環(huán)境應(yīng)用中對USB應(yīng)用的需求。

如今，隨著PC架構(gòu)越來越受到市場的青睞，USB也已經(jīng)成為PC機(jī)接口的通用標(biāo)準(zhǔn)。如果必須隔離一個(gè)與PC機(jī)連接的設(shè)備，人們很自然地會(huì)選擇USB接口。USB廣泛的工業(yè)和醫(yī)療支持和簡易結(jié)構(gòu)使其成為一種通用的PC接口，而串行端口正逐漸被淘汰。目前來說，USB的兩個(gè)著名的隔離應(yīng)用是基于PC平臺的醫(yī)療設(shè)備和具有很大地電位差的工業(yè)應(yīng)用。當(dāng)需要信息時(shí)，USB兼容的醫(yī)療設(shè)備使醫(yī)生能夠隨時(shí)在不同地點(diǎn)方便而高效地共享危重病人的文件或資料。支持USB的設(shè)備使保健護(hù)理人員能夠使用廣泛的多種高性價(jià)比的外設(shè)。對于全球數(shù)億人口的健康維護(hù)來說，針對病人監(jiān)護(hù)、疾病管理、衛(wèi)生與健康，以及藥物發(fā)放的設(shè)備目前是必不可少的，因此對支持USB的保健護(hù)理設(shè)備的需求也隨之在不斷增長。

ADuM4160USB隔離器采用ADI公司的iCoupler?數(shù)字隔離技術(shù)，可提供有效值為5kV的醫(yī)用等級的隔離、上游短路保護(hù)和完全隔離的1.5Mbps和12Mbps數(shù)據(jù)速率（IEC60601-1醫(yī)療安全認(rèn)證正在審批中）。該器件符合USB2.0標(biāo)準(zhǔn)，能以遠(yuǎn)低于目前數(shù)據(jù)隔離方案的成本和復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)完全隔離的USB功能，從而使醫(yī)療和工業(yè)設(shè)計(jì)工程師能夠降低高達(dá)25%的實(shí)現(xiàn)成本，使設(shè)計(jì)的尺寸減小一半，并將開發(fā)時(shí)間從幾個(gè)月縮短到幾周。

“傳統(tǒng)USB隔離方案需要一個(gè)收發(fā)器將USB的雙向差分信號轉(zhuǎn)換成更兼容傳統(tǒng)分立隔離器的信號，這種收發(fā)器成本高且占用較大的空間，”ADI公司隔離產(chǎn)品部產(chǎn)品線總監(jiān)RonnKliger表示，“ADuM4160在一個(gè)IC內(nèi)實(shí)現(xiàn)了所有USB信號處理和隔離功能。”

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基于ADI公司的iCoupler技術(shù)（整合了高速互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）和芯片級、微型變壓器技術(shù))，ADuM4160能夠很容易地在低速和全速USB系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)。它采用外部提供的5VUSB電源供電，或由系統(tǒng)利用內(nèi)部穩(wěn)壓器提供的3.3V電源工作。ADuM4160還提供上拉電阻的隔離控制，使外設(shè)能夠控制連接時(shí)序。它在空閑狀態(tài)下的電流低至2mA（最大值），無需掛起狀態(tài)

“醫(yī)療設(shè)計(jì)一般采用隔離的RS-232或以太網(wǎng)連接，這些連接限制了數(shù)據(jù)傳送速率，不支持即插即用功能，并且占用過多的空間，”ADI公司醫(yī)療保健部總監(jiān)PatrickO’Doherty表示。

ADI公司的ADuM5000?-W隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器可用于為ADuM4160USB隔離器提供隔離電源。其它補(bǔ)充器件包括ADSP-BF535Blackfin?嵌入式處理器/DSP和ADG790低壓、CMOS多媒體開關(guān)。ADuM4160USB隔離器現(xiàn)可提供樣片，將于2023年6月量產(chǎn)。

iCoupler?技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)基于芯片級變壓器，而不是光電耦合器中所采用的LED和光電二極管。與之相比，芯片級變壓器支持更高的數(shù)據(jù)速率和更低的功耗，且更加穩(wěn)定。通過采用晶圓級工藝直接在芯片上制作變壓器，iCoupler可以在低成本條件下實(shí)現(xiàn)多通道及其它半導(dǎo)體功能集成。iCoupler變壓器采用平面結(jié)構(gòu)，在晶圓鈍化層上使用CMOS金