COM20019I 3.3V：工业通信控制的理想之选

在工业和嵌入式控制领域，可靠且高效的通信控制器至关重要。SMSC的COM20019I 3.3V ARCNET控制器以其丰富的特性和强大的功能，成为了这一领域的佼佼者。今天，我们就来深入了解一下这款控制器。

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产品特性亮点

高速数据传输与灵活配置

COM20019I 3.3V支持高达312.5 Kbps的数据速率，并且可以通过内部时钟分频器支持156.25 Kbps等较低速率。它还具备可编程的重新配置时间，能根据网络需求灵活调整。这种灵活性使得它在不同的工业场景中都能稳定高效地工作。

多样封装与广泛应用

该控制器提供28引脚PLCC和48引脚TQFP封装，还有无铅RoHS合规封装可供选择。这不仅满足了不同的设计需求，还符合环保要求。它非常适合工业/工厂/建筑自动化和运输应用，为这些领域的通信提供了可靠的解决方案。

集成内存与高效协议

芯片集成了2K x 8的片上双端口RAM，支持命令链功能，可实现数据包排队和对内部RAM的顺序访问。采用确定性的（ANSI 878.1）令牌传递ARCNET协议，能确保数据传输的稳定性和可预测性。同时，它还具备自动检测微控制器接口类型的能力，减少了设计的复杂性。

强大的诊断与可靠性

COM20019I 3.3V具备重复节点ID检测和强大的诊断功能，能帮助工程师快速定位和解决网络问题。它支持接收所有数据包模式，并且可以通过灵活的媒体接口（如RS485差分驱动接口）实现低成本、低功耗和高可靠性的通信。此外，它的工作温度范围为 -40°C至 +85°C，采用3.3V电源供电，I/O支持5V容忍，适应各种恶劣的工业环境。

协议与系统设计

网络协议与数据传输

通信基于令牌传递协议，网络配置的建立和协议管理由内部微编码序列器完成。处理器或智能外设只需将数据包和目标ID加载到内部RAM缓冲区，并发出使能发送器的命令，即可实现数据传输。在发送数据前，会先发送FREE BUFFER ENQUIRY消息来验证接收节点是否准备好，根据接收节点的响应进行相应的操作。

系统接口设计

微控制器接口

COM20019I 3.3V能自动检测和适应不同类型的微控制器接口，包括80XX和68XX系列。它通过软件执行特定的读写操作来确定控制信号类型和总线类型（复用或非复用），并且在确定后保持接口模式，直到下一次硬件复位。这种自动检测功能使得它可以与各种微控制器无缝连接，无需额外的胶合逻辑。

传输媒体接口

提供多种接口方式，包括背板配置和差分驱动配置。背板配置适用于对成本敏感的短距离应用，如背板和仪器仪表，它通过可编程的输出驱动器（推挽或开漏）直接连接媒体，节省了组件和成本。差分驱动配置是背板模式的特殊情况，适用于汽车区域网络等应用，它通过RS485驱动器/接收器实现数据传输。此外，还支持可编程的TXEN极性，以适应不同的收发器。

功能与操作细节

内部寄存器与控制

COM20019I 3.3V包含14个内部寄存器，用于控制各种功能。例如，中断屏蔽寄存器（IMR）可以指定哪些状态位能够产生中断；数据寄存器用于数据的读写；节点ID寄存器存储节点的唯一标识；状态寄存器和诊断状态寄存器提供各种状态信息，帮助工程师了解芯片和网络的运行情况。通过对这些寄存器的操作，可以实现对通信过程的精确控制。

内部RAM与访问

内部集成的2K x 8 RAM通过指针式方案进行访问，避免了与系统内存的干扰。在正常操作中，RAM被分为四个512字节的页面，用户可以通过“Enable Transmit (Receive) from (to) Page fnn”命令指定使用的页面。当偏移位“f”设置为逻辑“1”时，可以实现更精细的缓冲区分配。这种灵活的内存管理方式使得它可以满足不同应用场景的需求。

命令链功能

命令链操作允许连续的传输和接收操作在无需主机微控制器干预的情况下进行。通过双两级FIFO，将待传输和接收的命令以及状态位进行流水线处理。在命令链模式下，状态寄存器的表现有所不同，并且设备可以存储多个未完成的传输和接收中断以及相应的状态位。这种功能提高了通信效率，减少了微控制器的负担。

复位与初始化

支持软件和硬件复位。软件复位通过将配置寄存器的第7位设置为逻辑“1”来实现，它不会影响微控制器接口模式和部分寄存器的内容。硬件复位通过nRESET信号实现，要求最小复位脉冲宽度为5TXTL。在初始化过程中，需要先确定总线接口类型，然后设置节点ID并确保其唯一性，最后设置TX Enable位使节点加入网络。在加入网络前，可以通过观察诊断状态寄存器的相关位来验证接收器和网络的健康状况。

性能与应用建议

电气特性与性能指标

COM20019I 3.3V的工作温度范围为 -40°C至 +85°C，存储温度范围为 -55°C至 +150°C，引脚焊接温度为 +325°C（10秒）。它的电源电压为3.3V ± 5%，具有特定的输入输出电压和电流特性。在交流测量方面，输入驱动电压为2.4V（逻辑“1”）和0.4V（逻辑“0”），输出测量电压为2.0V min.（逻辑“1”）和0.8V max.（逻辑“0”）。这些电气特性确保了它在不同环境下的稳定工作。

应用注意事项

在使用COM20019I 3.3V时，需要注意以下几点：

• 选择合适的电缆和接口方式，参考TN7 - 5 – Cabling Guidelines for the COM20020 ULANC获取推荐的布线距离、终端和节点数量。
• 在初始化过程中，确保节点ID的唯一性，避免出现重复ID导致的网络问题。
• 根据网络需求合理配置寄存器，如设置超时时间、选择数据速率等。
• 在使用命令链功能时，遵循相关的编程指南，确保中断服务程序的正确处理。

COM20019I 3.3V以其丰富的特性、强大的功能和良好的性能，为工业和嵌入式控制领域的通信设计提供了一个优秀的解决方案。作为电子工程师，我们可以充分利用它的优势，设计出更加可靠、高效的通信系统。大家在实际应用中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。