如今，在计算和电子系统环境的边缘应用机器学习和人工智能算法的能力变得空前重要。处理视频、图像、音频和其他传感器数据，然后在边缘处理这些数据，可实现性能更高、韧性更强的系统。将处理技术推向边缘使应用能够利用实时机器视觉、音频转录、视频分析等技术。将处理推向边缘的一项关键使能技术是模块上系统 (SoM) 或模块化计算机 (CoM) 工业个人计算机 (IPC)。SoM 和 CoM 是称为单板计算机的更广泛计算平台类别的一部分。系统设计人员可以利用 SoM 和 CoM 模块来实施高性能嵌入式计算解决方案。SoM 本质上是在信用卡大小或小型模块中构建的整个计算机系统。凭借 SoM 的较小尺寸和低功率耗散，系统设计人员可以使处理能力更接近边缘，而不必牺牲系统外形尺寸、处理密度或功耗预算。鉴于市场上提供的 SoM 和 COM 模块产品种类繁多，SoM 在工业应用领域非常流行。SoM 和 CoM 特别具有多用途性，这得益于它们支持的各种系统接口。凭借种类繁多的 I/O（输入/输出）接口类型，SoM 可以与许多不同类型的外设进行通信，这些外设可能用在最终应用中（请参阅图 1）。

图 1 常见 SoM 和工业 PC I/O 接口

当组成 SoM 的核心处理器器件沿着硅工艺曲线向下移动时，其核心电压也会向下扩展，从而在保持热耗散可控的同时保持合理的功率耗散。SoM 元件的较低内核电压还会限制 SoM 接口可以运行的 I/O 电压。新 SoM 和 CoM 的较低 I/O 电压为设计工程师带来了设计挑战，他们通常需要将这些模块与在较高 I/O 电压下运行的外设连接。系统设计人员可使用一种解决方案来解决 SoM 和外设 I/O 之间的 I/O 电平不匹配问题，即使用 I/O 电平转换器器件。集成式 I/O 电平转换解决方案提供各种 I/O 类型、位宽、数据速率范围、电流驱动能力和封装选项。图 1 展示了主流 SoM 支持的常见接口，而表 1 展示了建议用于在不同 SoM 和外设 I/O 类型之间进行电平转换的电平转换解决方案。德州仪器 (TI) 的电平转换器器件产品系列包含许多不同类型的电平转换功能，这些功能都可以满足几乎任何应用要求。TI 的电平转换产品系列包括工业级、汽车级和增强级自动方向、方向控制和固定方向电平转换器。以下各节为 SPI、I2C 和 UART 等常见接口类型提供电平转换建议。更多有关 TI 电平转换器件的信息，请参阅 ti.com 上的电平转换登录页面。