【应用】I²C扩展器件NCA9555用于网络通信板卡的处理器核心板GPIO扩展，最多可达16路
纳芯微电子的NCA9555是一款带中断的16位I²C总线I/O端口，可通过I²C总线扩展16位通用并行输入/输出 (GPIO) 接口。通过寄存器可以把16个GPIO独立设置为输入或者输出。
笔者所研发的项目是一块网络通信板卡，设计为处理器核心板加载板的形式，从核心板引出的PCIex4接口扩展出4路千兆以太网光接口，用于收发数据。因为核心板引出的GPIO数量不足，而4路光模块每个都有3个状态信号需要连接到处理器，因此采用I²C扩展器件NCA9555通过I²C总线扩展了16路GPIO，使用其中的12路连接到4个光模块。板卡的部分功能框图如下所示。
图 1 板卡的部分功能框图
NCA9555原理图设计说明
NCA9555原理图设计如下所示。
图 2 NCA9555原理图
图中NCA9555左边为I²C接口，包含2个总线信号I²C_SCL和I²C_SDA，以及1个中断输出信号I²C_INT#。其中I²C_SCL和I²C_SDA在处理器侧已经有上拉电阻，所以这里不需要再加上拉电阻。NCA9555的中断信号I²C_INT#是开漏输出，所以必须加上拉电阻才能工作，上拉电阻一般取2k-10k即可。
图中NCA9555右边为16路GPIO信号，16路GPIO信号都可以独立控制，可以随意选择使用。图中使用了12个IO，分成4组，每组3个状态信号，都设置为输入，其中OPT_PRE#表示检测光模块是否插入、OPT_FAULT表示光模块发射故障、LOS表示光信号丢失，分别连接到4个光模块。剩下的4路GPIO用于驱动LED作为状态指示灯。
从下面NCA9555内部的IO结构图可以看到，IO引脚内部有100K的上拉电阻，因此如果有多余不用的IO引脚悬空即可。
图 3 NCA9555 IO结构图
因为处理器的I²C总线电压为3.3V，所以NCA9555采用3.3V供电。NCA9555的A0-A2为I²C地址设置引脚，可以设置0-7共8个地址，也就是说同一I²C总线上可以同时接8颗NCA9555来扩展最多128路GPIO。
NCA9555的电路并不复杂，不过必要的抗干扰设计还是需要的，即在NCA9555的VCC引脚增加电容和磁珠，对电源进行适当的滤波处理即可。
4. NCA9555实物图展示
NCA9555的实物图如下所示。
图 4 NCA9555实物图
NCA9555主要特点如下：
• 工作电源电压范围为2.3V至5.5V
• I/O支持5V耐压
• 具有低电平有效中断输出
• 具有高电流驱动能力的锁存输出，可直接驱动LED
• 总共提供16个I/O引脚，默认为16个输入
• I²C时钟频率范围0Hz至400kHz
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NOVOSENSE Automotive Solution Enable the Electrification and Intellectualization of xEV
型号- NSL23916-Q1,NSI1311,NSI6601,NSI7258,NPC060N065A,NCA8244,NSM2017,NSM2019,NSM2013,NSI22C11,NSM2015,NSM2011,NSR33XXX,NSC9262,NSI1300,NSC9264,NSREF31XX,NSI1306,NSR2240X,NPS0X0N065A,NSP1830,NCA1169,NCA1044,NCA1043,NSR7808,NSOPA240X,NSE11409,NSP1831,NSC9260X,NSP1832,NSM2020,NSL2161X-Q1,NSD8306,NSOPA8XXX,NSD731X,NSD8308,NSI67XX,NSD1026V,NSE34050,NSL31682-Q1,NSCSA24X,NSL21912-Q1,NSI6622V,NSPDC1,NSR31XXX,NCA1021S,NSD8310,NSD1624,NSD8312,NPI030N065A,NSR104XX,NSI6651,NSD11416,NSI22C12,NCA1051A,NSUC1602,NCA1462,NSD8381,NSD56008,NSM3011,NSPADX,NSM3013,NSM3012,NSI6801,NST60-Q1,NSUC1610,NSI824X,NCA9539,NST175-Q1,NSR7850,NST175,NSM203X,NSIP605X,NSIP3266-Q1,NSOPA9XXX,NSI6911,NST86-Q1,NSP1631,NSD12409,NSP1632,NSPASX,NSP1630,NSE425X,NSM1013,NPI040N120A,NSL23924-Q1,NCA9555,NSI822X,NSA9264,NCA1042B,NSD12416,NSA9260X,NSPGM2,NSM2117,NSPGM1,NSI6602V,NSD3608,NSM2113,NSM2115,NSD3604,NSL31520-Q1,NSL2163X-Q1,NSR35XXX,NST20,NSREF30XX,NPC0X0N120A,NSI1200,NSI6611,NSPAS1,NSPAS3,NCA1145,NST235-Q1,NSCSA21X,NCA1043B,NSE5702,NSI6601M,NSE5701,NSR114XX,NSR1048,NSL23716X-Q1,NSM1030
纳芯微电子（NOVOSENSE）信号感知芯片/隔离与接口芯片/驱动与采样芯片选型指南（英文）
描述- NOVOSENSE Microelectronics (NOVOSENSE, SSE Stock Code 688052) is a highly robust & reliable analog and mixed signal Chip company. Since its establishment in 2013, the company has been focusing on sensor, signal chain, and power management, providing comprehensive semiconductor products and solutions, which are widely used in automotive, industrial, information communication and consumer electronic
型号- NSI6602NA-DLAR,NSL21924-Q1,NCA1051,NSI6602VC-Q1SWR,NSI6622NB-Q1SWKR,NCA1051N-Q1SPR,NSM2017,NSI6602NC-Q1SWR,NSM2019,NSM211X,NSI6602A-Q1SWKR,NSM2013,NIRS485,NSIP83086,NSI6622VB-Q1SPOR,NSM2015,NSM2016,NSC9260X,NSHT30-CLAR,NSD1624-Q1SPR,NSM2011,NSM2012,NSI8231,NSI8230,NSD2621C-DQAGR,NSR33XXX,NSC9262,NSC9260,NSI6801LC-DDBR,NSI6602VD-Q1SWKR,NSC9264,NSP1830,NSG65N15K-DQAFR,NST112X,NCA1042C-Q1DNR,NCA1042,NCA1042A-Q1DNHR,NSI8220NX,NSI6622A-DSWKR,NSI6801TB-DDBR,NSD1624-DSPKR,NSP1833,NST7719,NSP1831,NSP1832,NSM1052,NSM1053,NSI8222,NSA2860X,NSI8221,NSI8220,NSE5701 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【选型】GPIO扩展芯片NCA9555可兼容TCA9555PWR，满足工业级的I/O扩展器应用需求
很多工程师采用TCA9555PWR通过I2C总线进行扩展，但研发过程中部分用户提出要求，希望推荐其他型号作为备选对比，综合评估。本文推荐纳芯微电子GPIO扩展芯片NCA9555，封装兼容，参数对齐，满足使用要求。
器件选型 发布时间 : 2022-02-28
【选型】国产I²C总线扩展器NCA9555可PTP替代PCA9555，参数封装完全相同
PCA9555是NXP公司的一款I2C总线扩展器，纳芯微电子NCA9555具有和PCA9555一样的功能，文章通过对比两种器件的主要功能、特性，封装等方面，分析是否可以完全进行替代使用，并在实际项目中进行了验证。
器件选型 发布时间 : 2021-09-27
NOVOSENSE Industrial Control Solution
型号- NSI6801,NSI1311,NSI1312,NSI824X,NSAD114X,NCA8244,NCA8245,NSM2017,NSM211X,NST175,NSM2019,NSM2013,NSI22C11,NSI68515,NSM2015,NSM2011,NSD5604,NSM2012,NSA2862X,NSR33XXX,NST86,NSOPA9XXX,NSI1300,NSI6801M,NSREF31XX,NSI1306,NST112X,NSI1303,NCA1044,NSI1305,NSR7808,NSE11409,NSI8266,NSI8100,NSR28C4X,NIRS21,NSI8260,NSOPA8XXX,NCA9555,NSI1200C,NSD1026V,NCA1042B,NSAD124X,NSD12416,NSI8608,NCA3176,NSCSA24X,NSI83086,NSM201X,NSI83085,NSM2113,NSM2311,NST235,NSR31XXX,NSA2860X,NST60,NSD1624,NST20,NIRS31,NSR104XX,NSR35XXX,NSD1224,NSREF30XX,NSCSA199,NSI1200,NSI1042,NSI1400,NSCSA21X,NSD11416,NSC2860X,NSI22C12,NCA1051A,NCA3485,NST1002,NST1001,NSI82XX,NSI8200,NSI1050
现货市场
服务
提供全面表征产品器件耗电特征及功耗波形、快速瞬态效应、电源优化、表征和仿真测试服务，使用直流电源分析仪测量精度达50µV，8nA，波形发生器带宽100kHz，输出功率300W，示波器200kHz，512 kpts
实验室地址： 深圳/苏州 提交需求>
可定制射频隔离器/环行器（10M-40GHz），双工器/三工器（30MHz/850MHz-20GHz），滤波器（DC-20GHz），功分器，同轴负载，同轴衰减器等射频器件；可定制频率覆盖DC~110GHz，功率最高20KW。
最小起订量： 1 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
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