单颗MCU实现高性价比光模块数字诊断方案

Lee_ 发布于：周五, 01/13/2017 - 17:43 ，关键词：

光模块是光纤通信中的重要器件，主要由光接收功能、光发射功能、数字诊断功能三部分组成，实现光信号和电信号的相互转换。目前主要应用在数据通信、传输网络、存储网、云计算等领域。

数字诊断功能设计

数字诊断功能主要是对光模块的供电电压、模块温度、偏置电流、接收光功率、发射光功率5个模拟量的信号进行实现监测，通过这些参数判断光模块的工作状况，便于光通信链路的维护。

目前数字诊断通用的设计方案有两类。一类是使用固定功能的器件实现光模块的相关协议，这种芯片功能齐全、设计简单，但价格比较贵、设计不灵活、扩展性不好。另一类是使用MCU+EEPROM+数字电位器的方案，这种方案采用三个IC，整体PCB的尺寸比较大，设计较为复杂，可靠性降低。除了上述两类方案外，本文将介绍的是采用单颗MCU的解决方案。这种新方案具有高精度，可靠性好，性价比高等优点，相信会是未来光模块数字诊断的大趋势。

高集成MCU助力光模块信号实时监测

新方案推荐选择芯科科技（Silicon Labs）公司的EFM8LB1系列MCU。该系列产品具有如下的特点与优势，使其更适合光模块设计使用：

芯片主频72MH，可高速处理模拟及数字信号；
集成14位精度的多通道ADC，采样精度高于同类产品，完全满足光模块对信号精度的要求；
集成4路12位精度的DAC，无需使用外部的数字电位器，可减小PCB尺寸和BOM成本；
集成I2C SLAVE功能，速度可达3.4Mbps，可满足光模块对高速通讯速率的要求；
集成±3 °C的温度传感器，无需使用外部的温度传感器；
QFN24 3*3mm小封装，减小了光模块的PCB尺寸。

以下是基于EFM8LB MCU方案的结构图（图1）及软件流程图（图2）。