DS320PR410四通道PCIe 5.0线性转接驱动器技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments DS320PR410四通道线性转接驱动器是低功耗、高性能转接驱动器,设计用于支持PCle™ 5.0、CXL 2.0、UPI 2.0以及最高32Gbps的接口。这些线性转接驱动器或中继器支持交流耦合接口,例如DP、SATA、SAS和XFI。DS320PR410转接驱动器具有160mW/channel的低有功功率、100ps的超低延迟以及在16GHz下-10dB的回波损耗。这些转接驱动器在3.3V单电源电压和-40°C至85°C的温度范围下运行。DS320PR410转接驱动程序用于机架服务器、高性能计算、网络附加存储、网络接口卡 (NIC)、有源电缆、个人电脑和硬件加速器。

数据手册:*附件:Texas Instruments DS320PR410四通道线性转接驱动器数据手册.pdf

DS320PR410线性转接驱动器由独立运行的单通道组成,每个通道都包含一个连续时间线性均衡器 (CTLE) 和一个线性输出驱动器。这些转接驱动器可配置为引脚模式、SMBus/I^2^C初级模式和SMBus/I^2^C次级模式。DS320PR410转接驱动器不需要散热器,采用4mm x 6mm 40引脚WQFN封装。

特性

  • 支持PCle™ 5.0、CXL 2.0、UPI 2.0以及最高32Gbps接口
  • 通过一个或多个DS320PR410支持 x4、x8、x16和x24总线宽度
  • 支持AC耦合接口,例如SAS、SATA、DP和XFI
  • CTLE在16GHz时提升高达22dB
  • 100ps超低延迟
  • 160mW/通道低有功功率
  • 引脚设置、SMBus或EEPROM编程
  • PCle用例的协议无关检测
  • 与协议无关的线性转接驱动器可无缝支持PCle链路训练
  • 内部稳压器可抵抗电源噪声
  • PRBS数据的45fs低附加随机抖动
  • 无需散热器
  • 3.3V单电源电压
  • 工作温度范围:-40°C至85°C

功能框图

pcle

DS320PR410四通道PCIe 5.0线性转接驱动器技术解析与应用指南

一、产品概述

DS320PR410是德州仪器(TI)推出的一款支持PCIe 5.0和CXL 2.0协议的四通道线性转接驱动器(redriver),具有以下核心特性:

  • 超高带宽‌:支持32Gbps数据传输速率
  • 超低延迟‌:典型值仅100ps
  • 先进均衡技术‌:CTLE均衡最高可达22dB@16GHz
  • 低功耗设计‌:单通道功耗仅160mW
  • 灵活配置‌:支持引脚配置、SMBus/I2C和EEPROM编程三种模式

典型应用场景‌:

  • 服务器PCIe扩展卡
  • 高性能计算系统
  • 网络存储设备
  • 主动式线缆

二、架构与技术创新

1. 线性数据路径设计

DS320PR410采用创新的线性架构,具有以下特点:

  • CTLE均衡器‌:两阶段可编程均衡,支持0-19级调节
  • 线性驱动‌:保持PCIe链路训练特性
  • 信号完整性‌:45fs随机抖动,-10dB@16GHz回波损耗

2. 多模式配置

  • 引脚模式‌:通过电阻配置基本参数
  • SMBus/I2C模式‌:支持400kHz接口编程
  • EEPROM模式‌:自动加载外部存储器配置

3. 电源管理系统

  • 3.3V±10%单电源供电
  • 内置稳压器抗电源噪声
  • 待机功耗仅1mW

三、关键性能参数

1. 电气特性

参数条件典型值单位
数据速率-32Gbps
传播延迟-100ps
随机抖动PRBS1545fs
回波损耗16GHz-10dB

2. 均衡能力

  • 最大22dB@16GHz高频提升
  • 7级可编程Flat Gain(-5.6dB至+2.6dB)
  • 支持PCIe预设信号透明传输

四、配置与编程

1. 引脚模式配置

功能配置引脚电阻值选项
工作模式MODE1kΩ引脚模式
均衡设置EQ0/EQ1见表7-10-19级
Flat GainGAIN75kΩ-5.6至+2.6dB

2. SMBus寄存器配置

关键寄存器‌:

  • 0x01:EQ增益控制
  • 0x03:Flat Gain设置
  • 0x04:接收器检测配置
  • 0x05:电源管理控制

五、设计验证

1. 信号完整性测试

  • 通过58dB@16GHz通道测试
  • 32Gbps下眼图张度35mV
  • 满足PCIe 5.0规范要求

2. 兼容性验证

  • 支持PCIe 1.0-5.0全系列
  • 兼容CXL 2.0协议
  • 通过DisplayPort 2.0认证
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