SN75LVPE3410四通道PCIe线性转接驱动器技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments SN75LVPE3410 4通道线性转接驱动器是一款低功耗、高性能线性中继器/转接驱动器,设计用于支持PCI Express (PCIe™) 1.0、2.0和3.0代。SN75LVPE3410接收器采用连续时间线性均衡器 (CTLE) 提供可编程高频升压。该均衡器可以打开输入眼,它由于PCB迹线等互连介质引起的符号间干扰 (ISI) 而完全闭合。CTLE接收器后接一个线性输出驱动器。Texas Instruments SN75LVPE3410的线性数据路径保持发射预设信号特性。线性转接驱动器成为无源通道的一部分,整体来看,经过链路培训,可实现出色的发射和接收均衡设置。链路培训协议的这种透明度可实现出众的电气链路和尽可能低的延迟。该器件的可编程均衡加上其线性数据路径,能够在互连通道内的实体布局方面实现最大限度的灵活性并提高通道的总体性能。可通过软件(SMBus或I^2^C)或使用引脚控制轻松应用可编程设置。

数据手册:*附件:Texas Instruments SN75LVPE3410四通道线性转接驱动器数据手册.pdf

特性

  • 四通道线性均衡器,支持PCIe 1.0/2.0/3.0,接口速率高达8Gbps
  • CTLE可在4GHz时提升至12dB,帮助扩展通道范围
  • 超低延迟:70ps
  • 出色的回波损耗:-17dB(4GHz时)
  • 低附加随机抖动:60fs(典型值),带PRBS数据
  • 单电源电压:3.3V
  • 内部稳压器具有抗电源噪声能力
  • 低有源功率:124mW/通道
  • 无需散热片
  • 引脚搭接或SMBus编程
  • 支持x2、x4、x8、x16 PCIe总线宽度,具有一个或多个SN75LVPE3410
  • 自动接收器检测,用于PCIe用例
  • 协议无关线性转接驱动器可无缝支持PCIe链路培训
  • 商业级温度范围:0ºC到70ºC
  • 4.0mm × 6.0mm、 40引脚WQFN封装

功能框图

高性能

SN75LVPE3410四通道PCIe线性转接驱动器技术解析与应用指南

产品概述

SN75LVPE3410是德州仪器(TI)推出的高性能四通道PCI Express(PCIe)线性转接驱动器(redriver),支持PCIe 1.0/2.0/3.0协议,最高数据传输速率达8Gbps。该器件采用创新的线性架构设计,具有以下核心特性:

  • 协议透明性‌:完整保留PCIe链路训练特性,支持所有预设均衡配置
  • 超低延迟‌:仅70ps通道间延迟,适用于实时性要求高的应用
  • 卓越的信号完整性‌:
    • 4GHz频率下12dB连续时间线性均衡(CTLE)增强
    • 60fs典型随机抖动(PRBS数据)
    • -17dB优异回波损耗(4GHz)

关键硬件特性

1. 电气参数规格

参数规格测试条件
工作电压3.3V ±10%-
单通道功耗124mW8Gbps工作状态
输入灵敏度800mVpp最小差分输入幅度
输出摆幅可编程(-6dB至+3.5dB)VOD引脚控制
工作温度0°C至70°C商业级温度范围

2. 封装与引脚配置

  • 封装形式‌:40引脚WQFN(6mm×4mm)
  • 关键功能引脚‌:
    • RXnP/RXnN:差分输入对(通道0-3)
    • TXnP/TXnN:差分输出对(通道0-3)
    • EN_SMB:SMBus/I2C使能控制
    • PWDN1/PWDN2:通道组电源管理

核心技术优势

1. 智能均衡技术

SN75LVPE3410采用可编程CTLE技术,提供16级均衡设置(索引0-15),最大可在4GHz频率提供11.8dB增益。通过EQ1_ADDR1和EQ0_ADDR0引脚或SMBus接口可动态调整均衡参数,有效补偿传输通道的高频损耗。

2. 线性架构设计

与传统限幅放大器不同,SN75LVPE3410的线性数据路径完整保留TX预设信号特性,使PCIe链路训练算法能准确优化端到端均衡设置,实现最低延迟(70ps)和最佳信号质量。

3. 灵活配置模式

  • 引脚模式‌:通过电阻分压设置4级控制引脚(GAIN/VOD等)
  • SMBus/I2C模式‌:支持400kHz通信速率,提供16个可选目标地址

布局设计要点

  1. 阻抗控制‌:
    • 差分走线保持85Ω阻抗(对接PCIe CEM连接器时)
    • 单端走线长度匹配控制在±5mil以内
  2. 电源设计‌:
    • 每个VDD引脚配置0.1μF去耦电容
    • 每器件配置1μF储能电容
    • 电源总线配置10μF bulk电容
  3. 热设计‌:
    • 裸露焊盘配置9×0.3mm散热过孔阵列
    • 建议采用4层PCB板(顶层/内层1/内层2/底层)
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