3V Single Board Computerから5V RL78/G10にFlash Programmingする時に使える電源投入/切断順序不問のInterface回路は?

こんにちは。NoMaYです。

秋月電子さんで買える部品(100個とかの袋詰めより少し高くても個別売りの部品)で3V Single Board Computer(ラズパイとかBBBとか)から5V RL78/G10にフラッシュ書き込みする時に使えそうな電源投入/切断順序不問のレベル変換回路は、どのようなものが考えられそうでしょうか?

すみません。急ぐ話ではないです。別スレッド『UART通信のPCへの送信について』で先日投稿した内容と関係のある話なので、尋ねるなら今のタイミングが良いかな、と思ったからです。

なお、以前、秋月電子さんでTC7SZ125Fというワンゲートロジックの3ステートバッファ(入力:5.5Vトレラント,出力:5.5Vパワーダウンプロテクション)が販売されていた頃、以下のような回路を考えていたのですが、気がついたら販売終了(もしくは、ただ今お取り扱いできません、という状態)になっていました。

1回路3ステートバッファTC7SZ125F(TE85LF) (10個入) ⇒ 現在は販売されていない
akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06481/



TC7SZ125F
toshiba.semicon-storage.com/info/docget.jsp?did=20048&prodName=TC7SZ125F


なお、以下は先ほどの別スレッド『UART通信のPCへの送信について』に先日投稿した画面コピーと同じものです。

TOSHIBA 汎用ロジックIC 総合カタログ
toshiba.semicon-storage.com/info/docget.jsp?did=7409



CQ出版社 トランジスタ技術 2006年6月号 特設記事 異電圧ロジックレベルの変換テクニック 見本ページ
toragi.cqpub.co.jp/Portals/0/backnumber/2006/06/p171-172.pdf


また、そこでKirinさんに教えて頂いた資料が以下の資料です。

Low Voltage 3-STATE Power-Up and Power-Down Circuitry - FAIRCHILD / ON Semiconductor
www.fairchildsemi.com.cn/an/AN/AN-5011.pdf

[追記]

なお、後日、こちらでも以下の日本語版を教えて頂きました。

低電圧3ステート電源回路 - FAIRCHILD / ON Semiconductor
www.fairchildsemi.co.jp/application-notes/AN/AN-5011.pdf
 

Parents
  • こんにちは。NoMaYです。

    別スレッドでFT2232を使用した自作オンチップデバッグエミュレータの回路図を見ていた時、ターゲット基板が3V系でも5V系でもOKなレベル変換回路が単純な74VHC125の回路になっていることに気付きました。そこで、それを参考に、FT232RLとRL78/G10やG13が別電源(例えばPCからのVBUS供給とACアダプタからのDC供給といったように別々)である場合に、片方の電源の切り忘れや入れ忘れをしていても大丈夫な回路を考え直してみました。また、74VHC125は秋月電子さんで買える部品ではありませんので、その考え直した回路を秋月電子さんで買える部品の組み合わせに置き換えたものも考えてみました。(なお、ロジックICに限定しました。)

    ターゲット基板が3V系でも5V系でもOKなUSB接続型JTAGデバッガの回路(抜粋)
    ARM汎用プロセッサで使える汎用JTAGデバッガを自作する - 山崎尊永, CQ出版社 Design Wave Magazine 2008 June


    この回路が3V系でも5V系でもOKなのは、恐らく、以下の画面コピーの通り、FT2232DのDC特性で入力の閾値電圧が1.2V付近になっている特殊性によるものだと思います。(VCCIO=5Vでも入力=3Vは充分にHighとして認識される。ちなみに、この回路では利用されていませんが、絶対最大定格が入力=VCC+0.5Vになっていて、VCCIOに対しての規定ではなく、VCCに対しての規定である、という特殊性も持ち合わせているようです。)

    www.ftdichip.com/Support/Documents/DataSheets/ICs/DS_FT2232D.pdf



    また、FT232RLでも、このスレッドの発端になった別スレッド『UART通信のPCへの送信について』でも投稿したように、入力の閾値電圧が1.2V付近になっています。

    www.ftdichip.com/Support/Documents/DataSheets/ICs/DS_FT232R.pdf



    ですので、FT232RL(やFT2232D)であれば、以下のように単純な74VHC125の回路で、3V系でも5V系でもOKなUSBシリアル変換アダプタを作ることが出来るということでした。(なお、1のゲート(と10KΩの抵抗)は単にICの種類を減らす為にインバータの代わりにしただけです。また、27Ωの保護抵抗は先程の回路を真似ました。)

    ターゲット基板が3V系でも5V系でもOKなUSBシリアル変換アダプタの回路
      

    そして、この回路を基に以下のような、3V系でも5V系でもOKなUSB-単線UART変換アダプタ(RL78マイコン内蔵フラッシュメモリ書き換え用)を考えてみました。

    ターゲット基板が3V系でも5V系でもOKなUSB-単線UART変換アダプタ(RL78マイコン内蔵フラッシュメモリ書き換え用)の回路1
    TC74VHC125Fを使用(秋月電子さんでは買えないがマルツさんでは買える)


    ターゲット基板が3V系でも5V系でもOKなUSB-単線UART変換アダプタ(RL78マイコン内蔵フラッシュメモリ書き換え用)の回路2
    TC74VHC32FSN74HC125Nを使用(ともに秋月電子さんで買える)


    このスレッドで以前に考えていた以下の回路よりも今回考えた回路はICの種類が減りました。(ただ、今回のTC74VHC32FはSOPですので、これまでに書いたようにPCA9306モジュールFXMA2102モジュールを選択肢として検討する方が良さそうに思います。これらのモジュールはDIP 8pinサイズになっているからです。)


     

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  • こんにちは。NoMaYです。

    別スレッドでFT2232を使用した自作オンチップデバッグエミュレータの回路図を見ていた時、ターゲット基板が3V系でも5V系でもOKなレベル変換回路が単純な74VHC125の回路になっていることに気付きました。そこで、それを参考に、FT232RLとRL78/G10やG13が別電源(例えばPCからのVBUS供給とACアダプタからのDC供給といったように別々)である場合に、片方の電源の切り忘れや入れ忘れをしていても大丈夫な回路を考え直してみました。また、74VHC125は秋月電子さんで買える部品ではありませんので、その考え直した回路を秋月電子さんで買える部品の組み合わせに置き換えたものも考えてみました。(なお、ロジックICに限定しました。)

    ターゲット基板が3V系でも5V系でもOKなUSB接続型JTAGデバッガの回路(抜粋)
    ARM汎用プロセッサで使える汎用JTAGデバッガを自作する - 山崎尊永, CQ出版社 Design Wave Magazine 2008 June


    この回路が3V系でも5V系でもOKなのは、恐らく、以下の画面コピーの通り、FT2232DのDC特性で入力の閾値電圧が1.2V付近になっている特殊性によるものだと思います。(VCCIO=5Vでも入力=3Vは充分にHighとして認識される。ちなみに、この回路では利用されていませんが、絶対最大定格が入力=VCC+0.5Vになっていて、VCCIOに対しての規定ではなく、VCCに対しての規定である、という特殊性も持ち合わせているようです。)

    www.ftdichip.com/Support/Documents/DataSheets/ICs/DS_FT2232D.pdf



    また、FT232RLでも、このスレッドの発端になった別スレッド『UART通信のPCへの送信について』でも投稿したように、入力の閾値電圧が1.2V付近になっています。

    www.ftdichip.com/Support/Documents/DataSheets/ICs/DS_FT232R.pdf



    ですので、FT232RL(やFT2232D)であれば、以下のように単純な74VHC125の回路で、3V系でも5V系でもOKなUSBシリアル変換アダプタを作ることが出来るということでした。(なお、1のゲート(と10KΩの抵抗)は単にICの種類を減らす為にインバータの代わりにしただけです。また、27Ωの保護抵抗は先程の回路を真似ました。)

    ターゲット基板が3V系でも5V系でもOKなUSBシリアル変換アダプタの回路
      

    そして、この回路を基に以下のような、3V系でも5V系でもOKなUSB-単線UART変換アダプタ(RL78マイコン内蔵フラッシュメモリ書き換え用)を考えてみました。

    ターゲット基板が3V系でも5V系でもOKなUSB-単線UART変換アダプタ(RL78マイコン内蔵フラッシュメモリ書き換え用)の回路1
    TC74VHC125Fを使用(秋月電子さんでは買えないがマルツさんでは買える)


    ターゲット基板が3V系でも5V系でもOKなUSB-単線UART変換アダプタ(RL78マイコン内蔵フラッシュメモリ書き換え用)の回路2
    TC74VHC32FSN74HC125Nを使用(ともに秋月電子さんで買える)


    このスレッドで以前に考えていた以下の回路よりも今回考えた回路はICの種類が減りました。(ただ、今回のTC74VHC32FはSOPですので、これまでに書いたようにPCA9306モジュールFXMA2102モジュールを選択肢として検討する方が良さそうに思います。これらのモジュールはDIP 8pinサイズになっているからです。)


     

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