小封装大集成！72MHz高速MCU实现光模块电流监控功能

时间： 2019-08-30 来源：光通讯网（世强编辑整理）

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目前，通信网干线传输容量的不断扩大及速率的不断提高使得光纤通信成为现代信息网络的主要传输手段，在现在的光通信网络中，如广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)所需要的作为核心光电子器件之一的光收发模块的种类越来越多，要求也越来越高，复杂程度也以惊人的速度发展。光收发模块的急剧增加导致了多样性，需要不断发展相关技术满足这样应用需求，从而促进光模块向着高速率、小型化、低成本、低功耗、远程、热插拔方向发展。

光收发一体模块由光电子器件、功能电路、光接口和MCU控制等组成，光电子器件包括发射和接收两部分。且光模块通常采用结构简单的MCU，以降低MCU的采购成本和PCB占用面积，从而进一步降低了光模块的成本。

如下是光模块的系统框图：

图1：光模块的系统框图

当传输距离不同时，系统所采用的光电探测器，接收端的设计电路都会有所不同。短距离传输时，通常采用PIN（光电二极管）光电探测器；长距离传输时，则采用APD光电探测器。当使用APD ROSA（光接收子系统）时，热敏电阻的电压值被送到控制电路微处理器的ADC口对APD进行温度补偿；DAC脚接MCU的DAC口则进行交叉水平调节；使用PIN ROSA时，DAC脚接外部电阻，将电流转换为电压给MCU的ADC口，从而对PIN进行电流监控。

而其中，电流监控功能主要由MCU来完成。根据XFP协议SFF INF 8077i第四章定义的2线接口协议，需要通过iic总线来实现对特别寄存器的读写。XFP光模块的监控量主要有TO—SA温度、TEC（温度控制电路）电流、发射端偏置电流、调制电流、接收光功率和接收丢失告警等。

来自SILICON LABS的Laser Bee系列8位微控制器（MCU)主频高达72MHz，可进行模拟密集应用操作。其FLASH在16k-64k范围内可选，Xram可达4k，并包含14位、多达20路的ADC、12位4路DAC，29个IO口；还具有精确到±3°C的温度传感器和高速通信外围设备，2个高速可达3Mbaud的UART，1路速度可达12Mbps的SPI；IIC总线在主从模式下可以达到400Kbps，如用做高速从设备还可达3.4Mbps。其14位ADC（850ksps）能够提供准确的模拟测量，无外部组件，既可提高系统性能，也不会增加成本或功率。

此外，Laser Bee系列ADC新增自动扫描/DMA/积尘功能，无需MCU干预便可完成过滤。通过释放MCU内核，可执行其他复杂计算算法，或可保留在低功率模式。该系列MCU还集成了±3°C温度传感器，在各种环境条件下都能保持一致的性能。凭借3 x 3 mm 的小封装，Laser Bee系列特别适用于需要精密MCU和空间受限的应用，特别是光学模块。

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