PCIe 5.0信号调理技术解析：基于DS320PR412-421EVM评估模块的设计实践

Texas Instruments DS320PR412-421EVM再驱动器评估模块 (EVM) 提供一个完整的高带宽平台，用于评估Texas Instruments SN75LVPE5412、SN75LVPE5421、DS320PR412和DS320PR421 PCI-Express®线性再驱动器的信号调理特性。它采用两个SN75LVPE5412和两个SN75LVPE5421器件，它们可延长PCI-Express® 5.0 16x总线的传输距离。该评估板可用于标准附加卡合规性测试、性能评估和初始系统原型设计。

数据手册：*附件：Texas Instruments DS320PR412-421EVM再驱动器评估模块数据手册.pdf

特性

• PCI-Express® 5.0 x16转接卡，带有四个四通道单向再驱动器，工作速率高达32Gbps
• 线性均衡，无缝支持链路培训和PCIe®通道扩展
• CTLE提升高达24dB（16GHz时）
• 可通过GPIO或I^2^C编程
• 支持评估SN75LVPE5412、SN75LVPE5421、DS320PR412和DS320PR421再驱动器的功能

布局

‌PCIe 5.0信号调理技术解析：基于DS320PR412-421EVM评估模块的设计实践

‌1. 核心器件与功能概述‌

DS320PR412-421EVM集成以下关键器件：

• ‌DS320PR412‌：支持32Gbps速率的4通道单向线性再驱动器，内置1:2多路复用器（MUX）。
• ‌DS320PR421‌：同类再驱动器，支持2:1解复用器（DEMUX）。
• ‌兼容型号‌：SN75LVPE5412（替代DS320PR412）与SN75LVPE5421（替代DS320PR421）。

‌主要功能‌：

• 支持PCIe Gen 1至Gen 5协议，速率最高达32Gbps。
• 提供24dB@16GHz的连续时间线性均衡（CTLE），补偿通道损耗。
• 支持引脚控制、SMBus或I2C寄存器配置，灵活性高。

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‌2. 关键技术特性‌

‌2.1 多模式控制接口‌

• ‌ 引脚模式（Pin Mode） ‌：通过电阻分压设置5级输入（MODE、GAIN/SDA等），实现快速配置。
• ‌SMBus/I2C模式‌：支持寄存器编程，可动态调整参数（如EQ增益、DC增益）。

‌2.2 信号调理能力‌

• ‌均衡控制‌：通过EQ0/EQ1引脚或寄存器设置19级CTLE索引（见表2-4），适配不同信道损耗。
• ‌RX检测状态机‌：符合PCIe规范，支持自动检测远端终端（见表2-5）。

‌2.3 硬件设计优化‌

• ‌全局控制‌：通过跳线（如JMP7、JMP8）配置电源、时钟缓冲等（见表2-7）。
• ‌热插拔支持‌：直接插入PCIe x16插槽，兼容服务器主板与扩展卡。

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‌3. 典型应用场景‌

• ‌企业服务器主板‌：扩展PCIe通道传输距离，解决背板信号衰减问题。
• ‌高性能存储系统‌：优化NVMe SSD与主机控制器的链路稳定性。
• ‌原型验证‌：通过SigCon Architect软件（图2-1）快速调试EQ与驱动设置。

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‌4. 快速启动指南‌

‌4.1 引脚模式配置‌

1. 按表2-10设置跳线，默认启用RX检测（RX_DET悬空）和0dB增益。
2. 将EVM插入主板PCIe插槽，连接扩展卡后上电。

‌4.2 SMBus模式配置‌

1. 按表2-11设置跳线，分配唯一SMBus地址。
2. 通过USB2ANY适配器连接SigCon Architect软件，实时调整参数。