【产品】加强型8位MCU EFM8LB1助力数据中心国内光模块设计起飞
光模块市场及前景
随着经济全球化和我国光通信行业的不断发展，国内光模块厂商研发能力、生产工艺的提高，结合产品的成本优势，国内企业竞争力明显增强。Light Counting预测，到2019年，数据中心光模块销量将超过5000万只。过去5年10G SFP+光模块销售了4000万只，其中一半用到数据中心，40G光模块销量小一些，2015年预计是250万只，数据中心占比则达到75%。2014年数据中心光模块市场价值为16亿美元，到2021年预计可达到49亿美元。
光模块基本原理
光模块由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部分。发射部分：输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器（LD）或者发光二极管（LED）发射出相应速率的调制光信号，其内部带有光功率自动控制电路，使输出的光信号功率保持稳定。接收部分是：一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号。经前置放大器后输出相应码率的电信号。
SFP/XFP光收发器MCU方案
SFP光模块主要由三部分组成：光发射部分、光接收部分和单片机控制单元。光发射部分由光发射器及其驱动电路组成，完成电信号转换成光信号的功能；光接收部分由光电检测器、跨阻放大器与主放大器组成，功能是完成光/电信号转换；单片机控制单元是实现模块诊断功能的核心部分。光模块通过标准的I2C总线接口，包含SCL和SDA，与外界进行通信，可以完成数据传输交换。
SILICON LABS公司的EFM8LB1系列单片机是新一代高性能、小封装的模拟加强型8位MCU，最高主频高达72MHz，集成了高性能的模拟外设，包括14位ADC、12位DAC、±3℃温度传感器以及高速通信接口，为高性能需求的应用提供了解决方案，十分适合用在该方案。
图1：SFP/XFP光收发器框图
EFM8LB1系列8位MCU特点：
• 高速高分辨率的ADC
--支持10位, 12，14位分辨率
--最高1Msps（12bit）
--最多支持20通道
• 片上高速高分辨率的DAC
--4个DAC
--支持12位分辨率
--可编程的输出电流
• 6 通道的PCA (可编程计数阵列)
--支持8位至11位及16位分辨率的PWM输出
• 硬件串行接口
--SPI, UART, 以及IIC
• 高性能的CPU架构
--最高支持72MHZ的速度.
--70%单周期指令
• 可以选择的16至64 闪存
• 片上集成的高精度振荡
• 最小3mmx3mm的 QFN 封装
综上所述，Silicon labs EFM8LB1系列单片机具有更好的模拟性能、更高的性价比、更小的封装以及更低的功耗，非常适合于例如光模块等高性能需求的应用。
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SILICON LABS 8-bit Microcontroller选型表
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产品型号
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品类
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系列
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Frequency（MHz）
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Flash (kB)
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RAM (kB)
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Vdd min（V）
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Vdd max（V）
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Package Type
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Package Size (mm)
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Internal Osc.
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Dig I/O Pins
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ADC 1
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Temp Sensor
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Timers (16-bit)
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PCA Channels
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DAC
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Comparators
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UART
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SPI
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I2C
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HS I2C Slave
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EMIF
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CAN
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LIN
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VREF
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Debug Interface
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C8051F392-A-GM
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8位MCU
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C8051F39x Small Form Factor
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50
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16
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1
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1.8
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3.6
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QFN20
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4x4
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±2
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17
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10-bit, 16-ch., 500 ksps
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Temp Sensor
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6
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3
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10-bit, 2-ch.
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1
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1
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1
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2
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0
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0
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VREF
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C2
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