ISO-CABLEZ ユーザー・ガイド UG-733 ISO-CABLEZ ユーザー・ガイド 特長 概要 絶縁型通信 I2C SPI GPIO 絶縁電源 USB と絶縁型シリアル・インターフェースの接続 ISO-CABLEZ 絶縁型シリアル・インターフェース・ボ ードは、アナログ・デバイセズの評価ボードとの通信 に使用できます。2 つの異なるグラウンド・プレーン間 の電気的な絶縁を必要とする 2 つのシステム間で通信 を行うには、絶縁型シリアル入出力インターフェース が必要です。ISO-CABLEZ 絶縁型シリアル・インター フェース・ボードは、USB-SDP-CABLEZ を介した PC との接続を可能にするので、USB-SDP-CABLEZ を使っ て PC のアプリケーションで評価ボードを評価すること ができます。ISO-CABLEZ のデザインには絶縁電源、 I2C、シリアル・ペリフェラル・インターフェース （SPI）の機能が組み込まれています。 ハードウェア要件 シリアル入出力インターフェース USB-SDP-CABLEZ ISO-CABLEZ 絶縁型シリアル・インターフェース・ボ ードの詳細については、www.analog.com/ISO-CABLEZ をご覧ください。 ISO-CABLEZ 絶縁型シリアル・インターフェース・ボードの写真 図 1. アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の 利用に関して、あるいは利用によって生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いま せん。また、アナログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示的または暗示的に許諾するもので もありません。仕様は、予告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、各社の所有 に属します。 ※日本語版資料は REVISION が古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照ください。 ©2015 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Rev. 0 本 社／〒105-6891 大阪営業所／〒532-0003 東京都港区海岸 1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル 電話 03（5402）8200 大阪府大阪市淀川区宮原 3-5-36 新大阪トラストタワー 電話 06（6350）6868 UG-733 ISO-CABLEZ ユーザー・ガイド 目次 特長 ............................................................................... 1 評価ボードのハードウェア .......................................... 4 ハードウェア要件 ......................................................... 1 コネクタと LED の機能 ............................................ 4 概要 ............................................................................... 1 評価ボードの回路図とアートワーク ............................ 5 ISO-CABLEZ 絶縁型シリアル・インターフェース・ボ ードの写真 .................................................................... 1 オーダー情報 ................................................................ 8 部品表 ....................................................................... 8 改訂履歴 ....................................................................... 2 評価ボードの説明 ......................................................... 3 改訂履歴 8/14—Revision 0：初版 Rev. 0 － 2/9 － ISO-CABLEZ ユーザー・ガイド UG-733 評価ボードの説明 • 評価ボードと PC やマイクロコントローラ間のグラウン ド・レベルに大きな差があるアプリケーションなど、2 つの異なるグラウンド・プレーン間の電気的な絶縁を 必要とする 2 つのシステム間で通信を行うには、ISOCABLEZ 絶縁型シリアル・インターフェース・ボード が有効です。 ADuM3152 は、絶縁型 SPI インターフェース向け に最適化された 7 チャンネルのデジタル絶縁を行 います。 USB-SDP-CABLEZ は通常 0V のグラウンド・プレーン を基準としますが、評価ボードが異なるグラウンド・ プレーンを基準とする場合、評価ボードとの間でやり 取りされる I2C 信号、SPI 信号、デジタル入出力信号も 絶縁する必要があります。ISO-CABLEZ アイソレー タ・ボードのブロック図を図 2 に示し、ボードの機能 を詳述します。 ISO-CABLEZ は、USB-SDP-CABLEZ を介して 5V 電源 から給電されます。ADuM5402 には一方から給電する だけでよく、内蔵 DC/DC コンバータにより絶縁障壁を 越えて電力を供給可能です。ADuM1250 と ADuM3152 には 1 次側と 2 次側の両方から給電する必要がありま す。1 次側は USB-SDP-CABLEZ で、2 次側は ADuM5402 絶縁電源で給電します。10 ピン・コネクタ （J1 と J2）を使って ISO-CABLEZ ボードと USB-SDPCABLEZ ドングルを接続し、評価ボードと PC を接続 させます。 アナログ・デバイセズは、iCoupler®技術を用いたさま ざまなアイソレータを提供しています。ISO-CABLEZ 絶縁ボードには以下のアイソレータが搭載されていま す。 ISO-CABLEZ を 1 つの評価ボードに接続する方法を図 3 に示します。ISO-CABLEZ 絶縁型シリアル・インター フェース・ボード 1 つだけで、複数の評価ボードのカ スケード・セットアップが可能です。 • • ADuM1250 を使って I2C 絶縁を行います。 ADuM5402 は、isoPower®技術を用いてクワッド・ チャンネルのデジタル絶縁を行います。この isoPower デバイスは、1 次側が給電されるとボード の絶縁側に給電します。 I2C ADuM1250 DIGITAL INPUT/OUTPUT POWER I2C DIGITAL INPUT/OUTPUT ADuM5402 SPI POWER SPI ADuM3152 USB-SDP-CABLEZ EVALUATION BOARD 12485-002 ISOLATION BARRIER 図 2. ISO-CABLEZ 絶縁型シリアル・インターフェース・ボードのブロック図 I2C, SPI PC USB-SDP-CABLEZ DONGLE POWER ISO-CABLEZ DIGITAL INPUT/OUTPUT DIGITAL INPUT/OUTPUT 図 3. 1 つの評価ボードを評価する場合のボードのセットアップ Rev. 0 － 3/9 － EVALUATION BOARD 12485-003 I2C, SPI USB ISO-CABLEZ ユーザー・ガイド UG-733 評価ボードのハードウェア コネクタと LED の機能 表 1. LED の機能 説明 LED ISO_PWR 2 次側ボードの電源、黄 LED。 表 2. コネクタの機能 コネクタ J1 説明 J2 J2 は 10 ピン Micro-MaTch リボン・ケーブルと接続して、評価ボードに接続します。 J1 は USB-SDP-CABLEZ ドングルと接続します。 表 3. 10 ピン・コネクタのピン配置（J1） ピン番号 1 ピン名 PC_I2C_SCL 説明 2 PC_GND グラウンド接続。 3 PC_I2C_SDA I2C シリアル・データ。 4 PC_VBUS_5V 電圧バス。USB の 5V 電源に直接接続されます。 5 PC_SPI_MISO SPI マスター入力、スレーブ出力のデータ。 6 PC_GPIO 汎用入出力。 7 PC_SPI_SCLK SPI クロック。 8 PC_SPI_MOSI SPI マスター出力、スレーブ入力のデータ。 9 PC_SPI_CS_A SPI チップ・セレクト A。 10 PC_GND グラウンド接続。 I2C シリアル・クロック。 表 4. 10 ピン・コネクタのピン配置（J2） ピン番号 1 ピン名 ISO_SCL 2 ISO_GND グラウンド接続。 3 ISO_SDA I2C シリアル・データ。 4 ISO_5V 電圧バス。USB の 5V 電源に直接接続されます。 5 ISO_MISO SPI マスター入力、スレーブ出力のデータ。 6 ISO_GPIO1 汎用入出力。 7 ISO_SCLK SPI クロック。 8 ISO_MOSI SPI マスター出力、スレーブ入力のデータ。 9 ISO_CS_A SPI チップ・セレクト A。 10 ISO_GND グラウンド接続。 Rev. 0 説明 I2C シリアル・クロック。 － 4/9 － PC_I2C_SCL PC_I2C_SDA T11 PCGND 0Ω T17 PC_SPI_CS_A 9 T16 PC_SPI_MOSI 8 10 PC_SPI_SCLK PC_GPIO 7 6 PC_SPI_MISO PC_VBUS_5V 5 4 PC_I2C_SCL PC_I2C_SDA R15 VSS A2 A1 A0 3 2 1 R9 100kΩ PC_3V3 SD2 SC2 SD1 SC1 SD0 SC0 SD7 SC7 SD6 SC6 SD5 SC5 SD4 SC4 SD3 U14 PCA9547PW SC3 RESET SCL SDA VDD 24 C16 19 20 17 18 15 16 13 14 10 11 8 9 6 7 4 5 100nF PCGND C8 100nF PC_3V3 A0 A1 A2 VSS 5 SDA 6 SCL 7 WP 8 VCC C14 1µF T26 3 PC_VBUS_5V IN PCGND 1 GND OUT ADP3338-3.3V U8 BASE ADDRESS: 0x57 1 2 3 4 R3 100kΩ 10kΩ T14 PC_3V3 U5 24LC64A-I/MS R16 T13 PCGND T27 PC_3V3 C15 1µF 2 PC_3V3 R23 0Ω C9 DNI PCGND 4 3 2 1 U16 READY SDAIN SDAOUT VCC LTC4307 LTC-4307 FOR BUS RECOVERY GND SCLIN SCLOUT ENABLE PCGND GND VDD INT P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 4 5 6 7 9 10 11 12 5 6 7 8 PC_3V3 PC_GPIO_MON I2C_STATE PWRGD_ISO PC_GPIO_SEL 100nF C26 PC_VBUS_5V BASE ADDRESS: 0x20 P0 TO P5 IS SET AS OUTPUTS AND P6, P7 AS INPUTS TO PCF8574 8 16 13 1 A0 2 A1 3 A2 15 SDA 14 SCLK U1 PCF8574T CH0 = 0 FOR GPIO AS OUTPUT FROM THE PC SIDE, CH0 = 1 FOR GPIO AS INPUT TO THE PC SIDE R28 PC_SCL R19 0Ω 100nF 100kΩ R2 100kΩ 100kΩ R7 R8 PC_3V3 10kΩ R22 PC SIDE BASE ADDRESS: 0x 70 I2C- MUX, DEFAULT CHANNEL-CH0, ISOCHANNEL-CH7 12 2 21 0Ω 1 3 R26 R10 100kΩ R1 10kΩ 22 23 T12 0Ω 0Ω DNI R18 R25 R24 J1 PCGND USB-SDP-CABLEZ DNI R17 PC_3V3 10WAY-SOCKET-SMD-MICROMATCH － 5/9 － R27 図 4. ISO-CABLEZ、PC 側 100kΩ T15 GND S1 D S2 U17 ADG849 VDD IN 3 2 1 4 5 6 GND VDD IN R48 PCGND SD0 S1 D PC_GPIO_ON C22 100nF PCGND PWRGD_ISO GND NC A4 A3 A2 A1 VCCA U15 EN NC Y4 Y3 Y2 Y1 VCCY PC_GPIO_ON 8 9 10 11 12 13 14 PCGND C21 100nF PC_3V3 PC_ISOPWRGD PC_GPIO_SELECT PC_GPIO_OUT PC_GPIO_IN PC_VBUS_5V ADG3304BRUZ LEVEL TRANSALTOR 7 6 5 4 3 2 1 PC_3V3 I2C_STATE PC_GPIO_ON PCGND T24 PC_GPIO_SEL T21 PC_3V3 PC_GPIO 4 5 6 T20 PC_SDA T19 S2 U12 ADG849 DNI R52 ISOLATE THE PC_GPIO WHEN THE CH1 OF PCF8574 IS HIGH. 3 2 1 PCGND 100nF C18 PC_VBUS_5V PCGND C7 100nF 100kΩ 10kΩ Rev. 0 R14 PC_3V3 ISO-CABLEZ ユーザー・ガイド UG-733 評価ボードの回路図とアートワーク 12485-004 Rev. 0 図 5. ISO-CABLEZ、PC 側および絶縁側 － 6/9 － C5 PCGND 8 0Ω R30 8 7 6 5 4 3 2 1 PCGND PCGND 10 9 7 6 0Ω PC_SPI_CS_A R31 5 PC_SPI_MISO 2 1 4 PC_GPIO_MON U2 GND1 SCL1 SDA1 U3 GND1 VOC VIB VIA MSS MI MO MCLK GND1 VDD1 U7 GND1 RCOUT VOD VOC VIB VIA GND1 VDD1 5 6 7 9 10 11 12 13 14 15 GND2 VIC VOB VOA SSS SO SI SCLK GND2 VDD2 ADUM3152 GNDISO VSEL VID VIC VOB VOA GNDISO ADuM5402 16 VISO GND2 SCL2 SDA2 VDD2 8 SCL1 10µF C1 ISO_5V R20 2.2kΩ T7 T8 ISO_MOSI ISO_MISO ISO_CS_A 16 15 11 12 13 14 ISO_SCLK ISO_PWR 1.8kΩ R46 C23 C12 1µF 3 IN GND 1 7 6 5 4 3 2 C13 1µF ISO_GND OUT 2 ISO_3V3 ISO_GND GND NC A4 A3 A2 A1 1 100nF C24 VCCA U6 ADP3338-3.3V EN NC Y4 Y3 Y2 Y1 VCCY ISO_5V 8 9 10 11 12 13 14 ISO_GND ISO_GND U11 ADG3304BRUZ 100nF ISO_5V RY 6 TY 5 GND 4 ISO_GND 100nF C10 ISOLATED SIDE ISO_5V VCC 8 RX 2 TX 3 P82B96_0 ISO_3V3 7 SY 1 SX U10 17 ISO_GPIO1 ISO_PWRGD ISO_5V_GPIO_IN ISO_5V_GPIO_OUT ISO_GPIO_SELECT 100nF ISO_GND ISO_3V3 ISO_GND T22 C2 100nF C19 R21 2.2kΩ SDA1 ISO_GND 100nF C3 ISO_3V3 18 19 20 ISO_3V3 ADuM1250 ISOLATION BARRIER VDD1 PCGND 3 DNI R43 100nF 10µF C4 4 3 2 1 PC_VBUS_5V 100nF C6 PC_SPI_SCLK PCGND PC_3V3 R42 DNI PCGND T10 T9 R4 100kΩ PC_3V3 PC_SPI_MOSI PCGND C20 100nF PC_ISOPWRGD PC_GPIO_IN PC_GPIO_OUT PC_GPIO_SELECT PC_SCL PC_SDA R5 100kΩ PC SIDE ISO_GND T1 T3 ISO_GPIO_IN ISO_GPIO_OUT ISO_GPIO_SEL U13 USBLC6-2 USBLC6-2P6 1 6 I/O1A I/O1B 2 5 GND VBUS 3 4 I/O2A I/O2B ISO_3V3 T18 C11 100nF T2 ISO_5V 100nF C17 S1 4 5 6 T4 R47 T23 5 3 VCC MR RST IN GND 2 RESET 1 4 ISO_MISO R50 ISO_SDA ISO_SCL ISO_GND R29 0Ω T6 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 J2 100kΩ ISO_3V3 R51 1kΩ R53 11kΩ ISO_5V ISO_GPIO_OUT ISO_GPIO1 ISO_GPIO_IN ISO_GND T5 ISO_PWRGD 100Ω ISO_CS_A ISO_MOSI ISO_SCLK ISO_GPIO1 ISO_SCL ISO_SDA U9 ADM6306D131ARJZ1R7 GND D S2 U4 ADG849 VDD IN C25 1µF ISO_3V3 3 2 1 ISO_GND ISO_5V 100Ω 100Ω D1 1SMB5919BT3G 5.6V R13 R12 R11 2.2kΩ ISO_GND 100kΩ R49 ISO_5V R6 2.2kΩ ISO_3V3 10WAY-SOCKET-SMD-MICROMATCH PC_3V3 UG-733 ISO-CABLEZ ユーザー・ガイド 12485-005 EVAL-BOARD ISO-CABLEZ ユーザー・ガイド UG-733 図 6. ISO-CABLEZ の第 1 層 図 9. ISO-CABLEZ の第 4 層 図 7. ISO-CABLEZ の第 2 層 図 10. ISO-CABLEZ のアセンブリ上面 図 8. ISO-CABLEZ の第 3 層 Rev. 0 － 7/9 － UG-733 ISO-CABLEZ ユーザー・ガイド オーダー情報 部品表 表 5. 記号 C1, C5 C2 to C4, C6 to C11, C16 to C24, C26 C12 to C15, C25 D1 ISO_PWR J1, J2 R1 R2 to R5, R7 to R10 R6 R11, R20, R21 R12, R13 R14, R16, R22 R15, R28, R50, R52 R17, R18 R19, R23 to R26, R30, R31 R27, R48, R49 R29 R42, R43 R46 R47 R51 R53 T1 T2 T3 T4 T5, T6, T11, T13, T14, T19 to T21, T24, T26, T27 T7 T8 T9 T10 T12 T15 T16, T17 T18 T22, T23 U1 U2 U3 U4, U12, U17 U5 U6, U8 U7 U9 U10 U11, U15 U13 U14 U16 Rev. 0 内容 SMD capacitor SMD capacitor SMD capacitor Zener diode, 5.6 V, 3 W LED, yellow, 0603, SMD 10-way, female SMD Micro-MaTch Resistor, 10 kΩ, 0.063 W, 1%, 0603 Resistor, 100 kΩ, 0.063 W, 1%, 0402 SMD resistor Resistor, 2.2 kΩ, 0.063 W, 1%, 0402 Resistor, 100 Ω, 0.063 W, 1%, 0402 Resistor, 10 kΩ, 0.063 W, 1%, 0402 Resistor, 0805, 1%, 0 Ω Resistor, 0 Ω, 0603 Resistor, 0603, 1%, 0 Ω Resistor, 100 kΩ, 0.1 W, 1%, 0805 Resistor, 100 kΩ, 0.063 W, 1%, 0603 Resistor, 0 Ω, 0603 Resistor, 1.8 kΩ, 0.063 W, 1%, 0603 Resistor, 100 Ω, 0.1 W, 1%, 0805 Resistor, 1.1 kΩ, 0.063 W, 1%, 0603 Resistor, 11 kΩ, 0.1 W, 1%, 0805 Test point, ISO_GPIO_IN Test point, ISO_GPIO_SEL Test point, ISO_GPIO_OUT Test point, ISO_GPIO1 Test point, keep free of solder 在庫コード FEC 1288204 FEC 1692286 FEC 1833845 FEC 1431162 FEC 1685069 FEC 3784745 FEC 9330399 FEC 1358096 FEC 2059231RL FEC 1358051 FEC 1358015 FEC 1358069 FEC 9333681 Do not insert FEC 9331662 FEC 9332405 FEC 9330402 Do not insert FEC 9330712 FEC 9332375 FEC 9330445 FEC 9332456 Do not insert Do not insert Do not insert Do not insert Do not insert Test point, SCL1 Test point, SDA1 Test point, SDA_IN Test point, SCL_IN Test point, PC_I2C_SCL Test point, PC_GPIO_SEL Test point, PCGND Test point, ISO_3V3 Test point, ISO_GND PCF8574, input/output expander, 8-bit, 16-lead SOIC Digital isolator Digital isolator Analog switch; single; single-pole, double throw (SPDT); 6-lead SC70 IC, EEPROM, serial 64 kb, SMD, MSOP8 Voltage regulator Digital isolator Programmable supervisory IC I2C bus buffer Bidirectional, logic level translator Low capacitance ESD protection 8-channel, I2C bus multiplexer with reset Bidirectional, I2C buffer with enable/ready signals Do not insert Do not insert Do not insert Do not insert Do not insert Do not insert Do not insert Do not insert Do not insert FEC 1690393 ADuM1250ARZ ADuM5402ARWZ ADG849YKSZ-REEL7 － 8/9 － FEC 1331335 ADP3338AKCZ-3.3RL7 ADuM3152ARSZ ADM6306D131ARJZ1R7 FEC 8906068 ADG3304BRUZ FEC 1295310RL FEC 2212121 FEC 1627455 (US) ISO-CABLEZ ユーザー・ガイド UG-733 I2C は、Philips Semiconductors 社(現在の NXP Semiconductors 社)が制定した通信プロトコルです。 ESD に関する注意 ESD（静電放電）の影響を受けやすいデバイスです。電荷を帯びたデバイスや回路ボードは、検知されないまま放電することがあります。本製品は当社独自の 特許技術である ESD 保護回路を内蔵してはいますが、デバイスが高エネルギーの静電放電を被った場合、損傷を生じる可能性があります。したがって、性能 劣化や機能低下を防止するため、ESD に対する適切な予防措置を講じることをお勧めします。 法的条項 アナログ・デバイセズの標準販売条項が適用される評価用ボードの購入の場合を除き、ここで説明する評価用ボード(すべてのツール、部品ドキュメント、サポート資料、 また評価用ボードも含む)を使用することにより、以下に定める条項(本契約)にお客様は同意するものとします。本契約に同意した方のみ、評価用ボードを使用することがで きます。お客 様が評価用ボードを使用した場合は、本契約に同意したと見なします。本契約は、"お客様"とOne Technology Way, Norwood, MA 02062, USA に本社を置く Analog Devices, Inc. (以降 ADI と記載)との間で締結されるものです。本契約条項に従い、ADI は、無償、限定的、一身専属、一時的、非独占的、サブライセンス不能、譲渡 不能な評価用ボードを、評価目的でのみ使用するライセンスをお客様に許諾します。お客様は、評価用ボードが上記目的に限定して提供されたこと、さらに他の目的に評価 用ボードを使用しないことを理解し、同意するものです。さらに、許諾されるライセンスには次の追加制限事項が適用されるものとします。(i) 評価用ボードを賃借、賃貸、 展示、販売、移転、譲渡、サブライセンス、または頒布しないものとします。(ii) 評価用ボードへのアクセスを第三者に許可しないものとします。ここで言う“第三者”に は、ADI、お客様、その従業員、関連会社、および社内コンサルタント以外のあらゆる組織が含まれます。この評価用ボードはお客様に販売するものではありません。評価 用ボードの所有権などの、本契約にて明示的に許諾されていないすべての権利は、ADI に帰属します。本契約と評価用ボードはすべて、ADI の機密および専有情報と見な されるものとします。お客様は、この評価用ボードの如何なる部分 も、如何なる理由でも他者に開示または譲渡しないものとします。評価用ボード使用の中止または本契 約の終了の際、お客様は評価用ボードを速やかに ADI へ返却することに同意するものです。＜追加制限事項＞お客様は、評価用ボード上のチップの逆アセンブル、逆コンパ イル、またはリバース・エンジニアリングを行わないものとします。 お客様は、ハンダ処理または評価用ボードの構成材料に影響を与えるその他の行為に限らず、評価用ボ ードに発生したすべての損傷や修正または改変を ADI へ通知するものとします。評価用ボ ードに対する修正は、RoHS 規制に限らずすべての該当する法律に従うものとしま す。＜契約の終了＞ADI は、お客様に書面通知を行うことで、何時でも本契約を終了することができるものとします。お客様は、評価用ボードを速やかに ADI に返却する ことに同意するものです。＜責任の制限＞ここに提供する評価用ボードは現状有姿のまま提供されるものであり、ADI はそれに関する如何なる種類の保証または表明も行い ません。特に ADI は、明示か黙示かを問わず、評価用ボードにおけるあらゆる表明、推奨または保証（商品性、権原、特定目的適合性または知的財産権非侵害の黙示の保証 を含みますがこれらに限定されません）を行いません。如何なる場合でも、ADI およびそのライセンサーは、利益の喪 失、遅延コスト、労賃、またはのれん価値の喪失な ど (これらには限定されません)、評価用ボードのお客様による所有または使用から発生する、偶発的損害、特別損害、間接損害、または派生的損害については、責任を負 うものではありません。すべての原因から発生する ADI の損害賠償責任の負担額は、総額で 100 米国ドル($100.00)に限定されるもの とします。＜輸出＞お客様は、この評 価用ボードを他国に直接的または間接的に輸出しないことに同意し、輸出に関する該当するすべての米国連邦法と規制に従うことに同意するものとします。準拠法。本契約 は、マサチューセッツ州の実体法に従い解釈されるものとします(法律の抵触に関する規則は排除します)。本契約に関するすべての訴訟は、マサチ ューセッツ州サフォー ク郡を管轄とする州法廷または連邦法廷で審理するものとし、お客様は当該法廷の人的管轄権と裁判地に従うものとします。本契約には、国際物品売買契約に関する国連条 約は適用しないものとし、同条約はここに明確に排除されるものです。 Rev. 0 － 9/9 －