申矽凌推出系统级热管理芯片CTF230X系列 助力WiFi市场换代

发布时间：2024-06-04 15:05
作者：AMEYA360
来源：申矽凌
阅读量：572

　　办公、刷剧、网购、手游...2022年，蓬勃的全球数字经济活动，总共产生了近100ZB的数据，其中相当比例终端流量是通过无线连接传输，WiFi更是其中的“主渠道”。旺盛的需求，带动WiFi设备年出货量达到40亿台量级，WiFi技术标准，也不断取得重大升级，近年来，IEEE 802.11标准组织相继发布WiFi 6E/WiFi 7规范，引入了6GHz频段、320MHz带宽、Multi-RU、MIMO等一系列全新特性，数据传输速率直逼30Gbps，超高速率与低延时，进一步夯实了承载VR/AR、工业控制等全新用例的基础。

申矽凌推出系统级热管理芯片CTF230X系列 助力WiFi市场换代

　　随着WiFi7新技术走向商用，也亟待破解一系列技术挑战，系统级热管理在其中尤为关键，以WiFi网络核心设备—路由器为例，目前业已上市的路由器产品主控芯片已普遍向四核2GHz和GB级内存升级，天线及网口的数量、规格也大幅度提高，并内置专门针对电竞等应用的智能加速引擎。尽管IEEE规范中提供了一系列功率限制选项，但实际应用负载下，OFDMA与MU-MIMO等新技术带来的传输损耗、以及更高规格的以太网芯片、主控芯片TDP，依然使传统被动散热设计难以为继，风冷主动散热日益成为刚需，也成为决定系统能否稳定、持续运转的关键咽喉点(Choke Point)。

　　上海申矽凌微电子科技股份有限公司(简称申矽凌)作为一家IC设计公司，专注于传感器芯片以及混合信号芯片的产品研发。近期推出了系统级风扇管理芯片CTF230X系列，内置振动多点温度传感器，可实现风扇转速监控、环境温度闭环控制、风扇工况诊断及电压监测。可广泛应用于WiFi 路由器、PC笔记本以及工业应用等目标场景。

　　产品介绍

　　CTF230X热管理系列芯片CTF2301A/B、CTF2302以及CTF2304可提供不同通道的温度测量和风扇控制监测功能。

　　支持根据测量温度自动控制风扇转速(Auto Temp)的闭环模式，允许其作为独立设备运行，即使MCU或系统锁定，风扇也可以继续受到控制(基于温度测量)。同样，风扇控制芯片也支持独立控制模块，通过对TACH引脚检测到风扇的转速后再由上位机独立控制风扇的PWM占空比。两种方式可灵活适配客户的系统需求。这项技术在闭环控制状态下，既可以简单地根据芯片的温度自动映射到对应的12个风扇档位，也可以在特定的22.5kHz PWM控制频率下实现高达0.39%精度的控制。

申矽凌推出系统级热管理芯片CTF230X系列 助力WiFi市场换代

　　图1. CTF2304典型应用图

　　产品特性

  • 工作电压：3.0V至5.0V

  • 与SMBus/I2C兼容的数字接口

  • 支持警报响应地址(ARA)和数据包错误检查(PEC)

　　支持测量数据的块读取

  • 多个从属地址选项

　　从地址由(“ALERT”)引脚和(“THERM”)引脚的上拉电阻决定。

  • 本地温度传感器

　　±1.0°C精度，0.0625°C分辨率

  • 远程温度传感器

　　±2.0°C精度，0.0625°C分辨率

  • 温度范围：-40°C至+125°C

  • PWM控制器

　　PWM频率：10Hz至40kHz

　　占空比：0%至100%，8位

  • 自动风扇转速控制回路

  • 带滞后的可编程THERM极限温度，ALERT高/低极限

  • 智能FANFAIL检测

　　值得一提的是，CTF230X系列远程通道既可以用于温度和电机转速监测，也可以配置为单端或差分输入的电压感测，新特性也为其产品应用场景的拓展打开了空间。在风扇控制之外，相关产品还可以拓展对电源电压的监测功能，进一步实现系统级芯片的内涵。

（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

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　　随着半导体制程的演进，新一代电子系统的主芯片的端口电压愈来愈低，但与之配套的外围器件(传感器、执行器、存储器等)出于成本、性能的考量，大多仍工作于较高的电压域。为了保证这些高电压外围设备与低压主控能够正常通信，需要在不同电压域系统之间接入电平转换器。　　申矽凌可提供开关型电平转换器，满足各类通信端口(推挽或开漏)电平转换的需求。　　产品概述　　申矽凌开关型电平转换器，具有较宽的工作电压范围。芯片自动识别电平转换方向，减轻工程师的设计负担。申矽凌的电平转换芯片采用行业标准引脚排布和标准封装，可实现通用型号的无感替代。　　申矽凌开关型电平转换器主要分为两类，分别为开关型电平转换器和内置沿加速器的开关型电平转换器：　　开关型电平转换器　　此类电平转换器适用于开漏应用和推挽应用。如图2所示，开关型电平转换芯片内部存在一个N型传输门，两个端口通过传输门连接在一起，端口外部则通过上拉电阻连接到不同的电平上。　　开关型电平转换器的工作原理是：当一端传来低电平时，传输门打开，两个端口导通，另一端被同步拉到低电平，以此完成低电平的传输;当一端为高电平时，传输门关闭，另一端被同侧的上拉电阻拉抬到相应电平上，从而实现高电平的转换。　　开关型电平转换器主要特性：　　双向电平转换，无需方向引脚　　低待机电流　　可支持5V I/O端口，支持TTL电平　　Ron小，信号失真小　　芯片关断后，I/O呈现高阻　　支持高达100MHz的传输速率　　支持1V转1.8V或3.3V以及1.8V转3.3V　　支持多种常用封装　　额定工作温度范围为-40℃到85℃　　开关型电平转换器主要应用场景：　　GPIO，MDIO，PMBus，SMBus，SDIO，UART，I2C，I3C　　个人电脑　　汽车　　SD/MMC卡　　图1 四通道开关型电平转换器CAG94204F内部架构图　　图2 CAG94204F典型电路图　　内置沿加速器的开关型电平转换器　　由于开关型电平转换芯片的高电平的形成只能依靠上拉电阻(通常为数千欧姆级别)对端口充电实现电平的抬升，上升沿爬升快慢和上拉电阻的大小成反比，传输速度因此受限。为进一步加快电平转换的速度，需要提升上升沿的陡峭程度。因此芯片设计师在开关型电平转换结构的基础上，又增加了沿加速电路(包括两个Oneshot电路及对应控制的两个MOS管T1和T2)。　　图3 四通道带沿加速器的开关型电平转换器CAG94104S内部架构图　　如图3所示，沿加速电路的工作原理为：当一端(例如端口A)传来高电平时，内部的沿加速电路(Oneshot)将快速打开另一端的MOS管(T2)，由于MOS管内阻仅有几十欧姆，远小于常用的外部上拉电阻(通常为千欧姆级别)，另一端端口(端口B)通过mos管得到电源(Vccb)的快速充电，被快速拉抬到相应的电平上(Vccb)，此时Oneshot电路完成其使命后，随即关闭其控制的MOS管(T2)，而另一端端口(端口B)的电平则被稳定保持在高电平(Vccb)上。由于有沿加速电路的加持，低电平到高电平的转换时间被大大缩短，通信速率由此得到提高。　　内置沿加速电路的开关型电平转换器主要特性：　　双向电平转换，无需方向引脚　　Vcca电压范围1.65~3.6V;Vccb电压范围2.3~5.5V　　Vcca和Vccb无上电时序要求　　低待机电流　　支持多种常用封装　　支持开漏模式和推挽模式　　额定工作温度范围为-40℃到85℃　　内置沿加速电路的开关型电平转换器的主要应用场景：　　GPIO，PMBus，SMBus，UART，I2C，SPI　　个人电脑　　汽车　　电信设备　　图4 CAG94104S典型电路图　　申矽凌开关型电平转换器产品全家福如下：　　产品封装　　关于申矽凌　　上海申矽凌微电子科技股份有限公司是一家专注于传感器芯片及混合信号芯片的高质量高性能半导体设计公司。自2015年成立以来，公司已成功研发并量产300多款具有完全自主知识产权、富有竞争力的芯片。产品广泛应用于工业、汽车、通讯及消费电子等领域。　　申矽凌致力于把创新的传感器技术与成熟的集成电路工艺相结合，以“感知世界，芯向未来，助力安全、智能、环保新生活”为使命，立足中国、服务全球，为客户提供更高性价比的产品和服务。
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2024-05-29 11:00 阅读量：5218
申矽凌推出I3C接口的数字温度传感器芯片CT7511，解决复杂系统的低延时温度挑战
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申矽凌推出I3C接口的数字温度传感器芯片CT7511，解决复杂系统的低延时温度挑战

　　随着系统中的Slave设备数量越来越多，主控需要考虑降低通信延时和功耗。有些Slave设备，例如温度传感器对于维持系统处于安全运行状态十分关键。申矽凌推出了I3C接口的数字温度传感器芯片CT7511, 用于解决复杂系统(例如DDR5 DIMM)的低延时温度检测的挑战。　　产品介绍　　CT7511是一种高精度温度传感器，具有支持带内中断(IBI)的I2C/I3C兼容数字接口。CT7511支持JEDEC JESD302-1对B级设备的接口要求，超过了规范的温度精度要求，实现了更高性能的DDR5内存模块。CT7511采用紧凑型6球WLCSP封装，专为高速、高精度和低功耗的热监测应用而设计。　　产品特性　　• 支持JEDEC JESD302-1 DDR5 B级温度传感器　　• 工作温度范围宽，温度精度高：　　最大±0.5℃(+75℃至+95℃)　　最大±1.0℃(-40℃至+125℃)　　• 同时支持I2C和I3C基本模式的二线制串行总线接口　　• I3C基本模式下高达12.5MHz的数据传输速率　　• 带内中断(IBI)，用于警告具有双温度阈值的主机　　• 低功耗：　　5.3u典型的平均静态电流　　0.7uA典型待机电流　　• 小尺寸CSP-6封装 1.3mm x 0.8mm　　典型应用　　Figure1 CT7511 典型应用图　　产品优势　　高温度测量精度　　±0.5℃ 最大 (+75℃ 至 +95℃)　　±1.0℃ 最大 (-40℃ 至 +125℃)　　Figure2 不同温度点下的温度精度　　相比于传统I2C通信，I3C更具速度优势　　降低系统功耗　　I2C通讯需要配合外部上拉电阻，Master无论发送逻辑0或逻辑1，上拉电阻都需要从Bus电源上获取电流。因为Bus总线的电压和上拉电阻阻值不同，这个电流可能从100uA到几个mA不等。CT7511的I3C通讯支持push-pull模式，而CT7511在常温下的典型静态工作电流是5.3uA。这使得CT7511非常适合电池供电的设备使用。　　带内中断(In-Band Interrupt)/ 动态地址分配　　带内中断特性使I3C通讯无需单独的I/O线用于中断报警，这让通讯线路更为简洁。MCU可以保持低功耗状态，并依靠CT7511唤醒I3C总线的方式通知MCU有过温发生。　　通过动态地址分配技术，MCU可以通过SETHID Common Command Code指令软件配置某个CT7511的Slave Address。而I2C设备往往是固定Slave Address或者通过硬件引脚选择来配置地址。这使得用户可以不修改硬件，轻松避免总线上设备地址冲突的麻烦。
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