带你揭秘航空领域所应用的高可靠性、低功耗的3.3V单片双通道收发器——HI-1573

集成电路大数据平台 2025-07-14 17:55
本期是平台君和您分享的第284期内容
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MIL-STD-1553总线作为航空电子系统的"神经系统"，其可靠性直接关系到装备作战效能。HI-1573作为该协议的核心物理层芯片，由美国Holt公司于2000年代初推出，凭借3.3V低功耗与精品级环境适应性迅速成为行业标杆。截至2025年，全球超过60%的现役战斗机航电系统采用该芯片构建双通道总线网络。

那今天就请各位同平台君一起从微观角度深入揭秘这款3.3V单片双通道收发器HI-1573👈吧。



Chip Introduction

01. 芯片简介

Holt集成电路通过真正的单芯片双3.3V收发器继续支持MIL-STD-1553数据总线。新型HI-1573采用成熟的设计技术和最新的模拟CMOS技术，当以100％占空比进行传输时，仅消耗500mW的功率，同时仍可为总线提供所需的功率。

通过将RXENA或RXENB设置为低电平，也可以独立地将每组接收器输出强制为总线空闲状态（HI-1573上的逻辑“ 0”或HI-1574上的逻辑“ 1”）。


功能框图（图源：芯片规格书）

特征

  1. 符合MIL-STD-1553A＆B和ARINC 708A
  2. 3.3V单电源供电
  3. CMOS技术可实现低待机功耗
  4. 采用20引脚塑料ESOIC（热增强）封装的最小封装
  5. 最大功耗小于0.5W
  6. 提供工业和扩展温度范围
  7. 工业标准引脚配置


HI-1573 Logo1（图源：IPBrain平台）


HI-1573 Logo2（图源：IPBrain平台）


Technical Characteristics

02. 技术特性分析

一、双通道架构设计：
  1. 采用单芯片集成双独立收发通道，每个通道支持1Mbps数据传输速率，兼容MIL-STD-1553A/B与ARINC 708A协议标准。
  2. 创新性CMOS工艺降低功耗至500mW（全负载运行），相比传统5V器件节能40%以上。

二、抗干扰与可靠性：
  1. 内置差分线路驱动器和接收器，共模抑制比达±12V，可有效抑制电磁干扰（EMI）。
  2. 通过MIL-STD-883H认证，满足高品级震动、冲击及盐雾测试要求。

三、物理封装优化：
20引脚SOIC封装集成金属散热基板，体积较前代缩小30%，适配PCMCIA卡等紧凑型设备。



Chip Internal Structure

03. 芯片内部结构

HI-1573显著的特点之一便是其一片双通道结构，通过下方为大家展示的经过模块划分的顶层概貌图，大家可清晰地看出这一特征结构。


HI-1573顶层概貌图（图源：IPBrain平台）

结合它的电路图来看，芯片内部如何实现信号的收取与发送的功能，便可一目了然。


HI-1573顶层电路图（图源：IPBrain平台）

该芯片主要功能之一的接收功能模块的Poly（多晶）层图像与电路如下图所示——


RECEIVER图像（Poly层）
（图源：IPBrain平台）


RECEIVER电路图（图源：IPBrain平台）


Chip Detail Diagram

04. 芯片细节图

HI-1573采用了CMOS的制造工艺，拥有两层多晶层及两层金属层，特征工艺尺寸为1000nm。管芯尺寸为4.71 mm x 3.79 mm，下方所展示的三张图片便是平台君选取的最具有代表性的模拟器件在Poly（多晶）层的细节图像。


MOS管（图源：IPBrain平台）


三极管（图源：IPBrain平台）


多晶电容（图源：IPBrain平台）


Chip Applications

05. 芯片应用

该器件采用20引脚小型SOIC封装，在器件底部带有集成的金属散热片，即使在最苛刻的环境下也可确保足够的散热。

 HI-1573尺寸仅为0.5 x 0.4英寸，厚度仅为0.1英寸，为该功能提供了最小的电路板占板面积，并且即使对于PCMCIA应用也足够小。

该设备可与标准MIL-STD-1553变压器一起使用，直接耦合的匝数比为1：2.5，而变压器耦合的总线连接的匝数比为1：1.79 / 1：1.4。

所以HI-1573被应用于各类要求高可靠性，高温环境下可运作，同时需要小空间占比的场景，例如——

  1. ‌航空航天‌：用于机载数据总线、雷达、船舶通信等系统;
  2. ‌工业控制‌：适用于石油测井、铁路电力、医疗器械等高可靠性领域;
  3. ‌紧凑型设备‌：小型封装适合PCMCIA卡等空间受限场景;
  4. 以及MIL-STD-1553接口、智能弹药、店铺管理、传感器接口、仪器仪表、
  5. 测验设备等。

HI-1573强制总线空闲为逻辑"0"，更适用于需主动释放总线的冗余系统设计。

HI-1573凭借其高可靠性和低功耗优势，与-65到+150℃的宽温域性能，仍是1553总线系统的首选芯片。


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