随着云计算、人工智能的兴起和数字化转型推动，AI服务器出货量快速增长，预计到2026年，AI服务器出货量达237万台，占服务器的15%，复合年增长率预计达25%。在激烈的市场竞争情况下，服务器厂商不断加大研发投入，推出性能更强、能效更高的服务器产品，以满足客户不断增长的需求。
“针尖起舞梦，世界艾为芯”，艾为电子推出了高可靠性的系列化I²C接口芯片，助力服务器等市场实现灵活、可靠的I²C接口扩展。
图1 艾为电子 I²C接口芯片系列
艾为电子的I²C接口系列包括3个产品子类：
- I²C GPIO 扩展：节省主控I/O口，简化布局布线，降低系统成本
- I²C Switch：I²C总线扩展，解决I²C地址冲突
- I²C Buffer：I²C总线扩展，分段总线隔离，热插拔总线缓冲，双向电平转换
一、I²C GPIO 拓展：AW9555/AW9535
AW9555/AW9535 是16bit I²C GPIO拓展，实现对GPIO引脚的扩展和控制，有效节省主控I/O口，简化系统布局布线，降低系统成本，被广泛应用于IoT、工业、汽车等各个应用场景。
图2 AW9555/AW9535典型应用电路
▶ 产品特性
• 16路GPIO 并行端口扩展器
• 400kHz I²C，兼容SMBus
• VCC输入范围：1.65V~5.5V
• 中断输出 (低电平有效)
• I²C地址可拓展，支持挂载8个器件
• AW9555：GPIO内置上拉，无需外部电阻上拉
• AW9535：GPIO无内置上拉，功耗更低
• 封装：
AW9555：TSSOP 7.80mm × 4.40mm -24L
AW9535：QFN 4mm x 4mm -24L
二、I²C Switch：AW9548/AW9546
AW9548/AW9546 分别是1:8和1:4的I²C Switch, 实现了1路I²C总线扩展出8或4路I²C总线，可对多路I²C信号通道进行选择和切换，广泛应用于需要动态切换信号通路的场景，如数据采集系统、测试测量设备、通信系统等。同时I²C Switch可以有效的解决多个相同器件I²C地址冲突问题，有效提高系统的灵活性、可拓展性和可靠性。
图3 AW9548典型应用电路
▶ 产品特性
• 1:8 通道双向转换开关
• 400kHz I²C，兼容SMBus
• VCC输入范围：1.65V~5.5V
• 3个I²C地址拓展引脚，支持挂载8个器件
• 支持热插拔，加电时无干扰
• 1uA低待机电流
• 封装：
AW9548：TSSOP 7.80mm × 4.40mm -24L
AW9546：TSSOP 5mm×4.4mm -16L
三、I²C热插拔：AW9511
I²C热插拔Buffer AW9511可以在不影响系统正常工作的情况下插入或拔出I²C子设备，无需关闭或重启总系统，这对于需要频繁更换或升级设备的场景（如服务器）具有重要意义，可以提高系统的可维护性和可靠性。
在服务器系统中，I/O 外设子设备通过AW9511实现了与主系统间的热插拔，从而不会影响到主系统I²C总线的通讯。
图4 AW9511的典型应用电路
▶ 产品特性
• 支持 I²C 总线信号双向传输
• 400KHz I²C，兼容SMBus
• VCC输入范围：2.3V~5.5V
• SDA/SCL 1V 预充电, 防止热插拔损坏
• 支持时钟展宽、仲裁及同步
• 断电时I²C 引脚高阻抗
• 高有效Enable输入引脚
• 高有效READY输出引脚
• 工作温度：-40~105℃
• 封装：MSOP 3.00mm × 3.00mm -8L
四、I²C电平转换Buffer：AW9617
I²C Buffer用于增强I²C总线的驱动能力和信号稳定性，解决I²C总线在长距离传输、多设备连接等情况下出现的信号衰减、时序失真等问题。
AW9617是电平转换Buffer，有效增强I²C驱动能力的同时可以解决不同I²C设备之间电平不匹配的问题，提高系统的兼容性和灵活性。
图5 AW9617 典型应用电路
▶ 产品特性
• 支持 I²C 总线信号双向电平转换传输
• 在A 侧上，电压范围为0.8V 至5.5V
• 在B 侧上，电压范围为2.2V 至5.5V
• 1MHz I²C，兼容SMBus
• 负载电容540pF @ 1MHz I²C
• 负载电容 4000pF @ 400kHz I²C
• 高电平有效使能
• 器件上支持时钟拓展和多主机仲裁
• 封装：MSOP 3.0mm x 3.0mm -8L
五、选型列表
图6 I²C GPIO 拓展选型列表
图7 I²C Switch选型列表
图8 I²C Buffer选型列表