【应用】高性能8位单片机EFM8LB在100G QFSP28光模块中的应用
随着数据中心、5G等建设加速,100G光模块需求量也迅猛增长,这其中,重点包括具有端口密度高、功耗低和成本低等优势的QFSP28封装的光模块。而在该光模块中,主控MCU要求具备系统时钟高、2个高速IIC、ADC及DAC精度要高、体积要小等特性。
图1 100G QSFP28光模块框图
SILICON LABS是世界著名精密混合信号半导体方案提供商,其推出的EFM8LB系列8位MCU,具有高速度、高集成度、小体积等诸多优点,如下图2,是EFM8LB内部结构框图。被广泛应用在光模块、电机驱动、工业控制等领域,当然,这也包括100G QSFP28光模块。详细阐述如下。
图2 EFM8LB系列MCU内部结构框图
在数字资源上,EFM8LB系列MCU,内部集成了精度为±2%、72MHz高速时钟源,精度高、速度快,可快速监控CDR并能快速响应IIC-Master命令等。EFM8LB系列MCU还集成了两个IIC,即IIC-Slave,及SMBus。在100G QSFP28模块中,前者最高速率3.4Mbps,同金手指上的外部IIC-master进行通信。SMBus同IIC兼容,支持最高400kbps,用于同CDR进行通信。
在模拟资源上,EFM8LB系列MCU,集成了最高14位精度、采样速率高达1Msps@12位的ADC,具有精度高、速度快的特点,可高精度、快速处理光模块CDR的LOS等信号。还集成了12位精度的DAC,也是光模块中需要的重要资源。特别的,EFM8LB系列MCU还集成了片上温度传感器,精度为±3℃,且出厂已校准,客户在使用中无需校准。如此,不仅能避免外扩温度传感器,减小体积等,更能带来低成本的好处。
另, 在100G QSFP光模块中,许多配置参数需要掉电保存,且有的还需要能通过IIC接口实现Bootloader。而EFM8LB系列MCU集成的FLASH支持IAP(在应用中编程)功能,因此,它支持用户数据存储,也支持bootloader功能。
最后,还要指出的是,为支持客户快速、高效开发产品,使产品尽快上市,silicon labs提供了先进的集成开发平台simplicity studio。基于它,可以快速查找资料、快速配置底层代码、实时观察芯片功耗状态,还可以在在线调试时非常方便的查看各SFR及自定义变量的状态,等等。它是一个集成度高、可以给工程师带来极大方便的集成开发平台。
综上述,EFM8LB系列8位MCU,以其高速度、高集成度、开发工具先进等诸多优点,使其非常适合用在100G QSFP298光模块中。
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SILICON LABS 8-bit Microcontroller选型表
SILICON LABS 8位MCU选型,MCU Core 8051,频率20MHz~100MHz,Flash存储2kB~120kB,RAM存储0.25kB~8kB。
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
|
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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0
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0
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VREF
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C2
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
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UID是芯片中新加的全球唯一ID,即每个芯片的ID都是不一样的,EFM8系列的MCU上都包含此ID。有两类获取UID的方式,一种通过读取RAM的特定地址获得,一种通过读取Flash的特定地址获得。在早期引入此ID的MCU上(比如EFM8BB1/SB1/SB2)这个ID为32位,在芯片复位时(PC指针被复位至0之前)被复制至RAM中特定位置,用户程序可以读取其值。此位置的RAM仍然可以由用户使用。需要注意的是如果此位置被编译器分配了变量,那么当函数执行至main()时此位置的内容会被初始化代码覆盖。EFM8UB2的UID也是此类,但其位数为128位。在新的EFM8系列MCU上(比如EFM8BB3/LB1/UB1),UID位数为128位,存储在Flash上。
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8位单片机EFM8LB11,既有I2C,也有SMBus,那么,I2C与SMBus的主要差别是什么?
SMBus和I2C的主要差别是与各种时序要求相关。下面列举最重要的方面:SMBus定义一个最小总线时钟频率FSMB,10KHz。I2C没有明确任何最小总线时钟频率。除了维持有效的总线吞吐量,该SMBus协议参数还可作为一个简单的检测总线空闲条件(除了或代替检测每个STOP条件)和实现比特位超时的方法。SMBus定义一个数据保持时间,即从SMBCLK下降沿之后,SMBDAT仍然必须维持至少300ns有效。这在I2C协议中定义的保持时间为0。SMBus时钟最大频率定义为100KHz。I2C提供多种不同速率模式操作,Standard模式最高频率达到100KHz,Fast模式为400KHz,Fast Plus为1MHz,而High-speed高达到3.4MHz。SMBus定义一个时钟低电平超时 TTIMEOUT,最大为35ms。I2C并没有明确指定任何超时限制。SMBus明确TLOW:SEXT,即SMBus从设备的累积时钟低扩展时间。I2C没有类似的规定。SMBus明确 TLOW:MEXT,即SMBus主设备的累积时钟低扩展时间。I2C没有类似的规定。
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最小起订量: 1pcs 提交需求>
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