‌PCI11010 PCIe交换机技术解析与应用设计指南

Microchip Technology PCI11010 PCIe交换机（带以太网MAC和I/O）具有集成式以太网MAC和可编程I/O。 Microchip Technology PCI11010具有2通道（2x8GT/s）上行端口和1通道（1x8GT/s）下行端口，最大线路速率为8GT/s。 该器件符合PCIe修订版4.x规范，专为增强嵌入式应用中的PCIe子系统而设计。它支持灵活的PCIe上行配置，并确保所有外部和内部接口的合规性。

数据手册：*附件：Microchip Technology PCI11010 PCIe交换机（带以太网MAC和IO）数据手册.pdf

特性

• 集成式PCI交换机结构
  • 最大有效载荷：512字节
• 集成式PCIe物理接口
  • 2通道 (2x8GT/s) 上行端口
  • 单通道 (1x8GT/s) 下行端口
• 2.5Gbps以太网MAC
  • 符合IEEE 802.3标准
  • RGMII支持10/100/1000Mbps
  • SGMII支持1Gbps
  • SGMII+支持2.5Gbps
  • 巨型帧支持
• 精密时间协议
  • IEEE 1588-2008 E2E和P2P一步和两步支持
  • IEEE 1588-2008可编程时间比较输出（例如1PPS）
• 电源和I/O
  • 集成上电复位电路，具有可配置的欠压/过压保护
  • 闭锁性能超过150mA，符合EIA/JESD 78 II类标准
  • JEDEC 3A级ESD性能
• 全面的电源管理功能
  • PCIe 3.1低功耗子状态（LPSS）L2（带AUX 电源）
• UART
  • RS232/RS485 的产品评估板
  • 自动方向控制
  • 支持标准和高级速度
  • 基本或全面信号支持
• 其他功能
  • 多功能GPIO
  • 可编程引脚多路复用器
  • 能够使用低成本25MHz晶体或时钟 ，以减少BOM
  • SPI外设接口
  • SMBus目标接口
  • SMBus控制器接口
  • PVT传感器
  • JTAG TAP
• 封装
  • 无铅、符合RoHS指令的100引脚VQFN封装
• 环境条件
  • 有商业和工业级可供选择

框图

PCI11010 PCIe交换机技术解析与应用设计指南‌

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‌一、核心架构与功能特性‌

1. ‌集成化设计突破‌
   PCI11010采用单芯片集成PCIe Gen4交换架构（8GT/s线速率），包含：
   • ‌双模式端口配置‌：2x8GT/s上行端口 + 1x8GT/s下行端口，支持PCIe 4.x规范全兼容
   • ‌网络加速引擎‌：集成IEEE 802.3兼容的2.5Gbps以太网MAC，支持RGMII（10/100/1000Mbps）和SGMII+（2.5Gbps）物理层接口
   • ‌可编程I/O子系统‌：通过引脚复用器实现SMBus/SPI/UART/GPIO动态配置，支持工业级外设扩展
2. ‌关键性能参数‌| 指标 | 规格 |
   | -------------- | ----------------------------------------- |
   | PCIe最大负载 | 512字节 |
   | 时序精度 | IEEE 1588-2008协议支持（±1ns同步误差） |
   | 环境适应性 | 工业级温度范围（-40℃~+85℃） |

‌二、硬件设计要点‌

1. ‌封装与引脚规划‌
   采用100-pin VQFN封装（10×10×0.9mm），关键布局建议：
   • ‌散热设计‌：中央裸露焊盘需强制接地，建议采用4×0.3mm导热过孔阵列
   • ‌信号完整性‌：PCIe差分对长度匹配公差≤5mil，参考层避免跨分割
2. ‌电源管理方案‌
   • 支持PCIe 3.1 LPSS低功耗状态（L2 with Aux电源保持）

三、开发资源指引‌

1. ‌版本控制注意‌
   当前文档版本DS00003793B（2023-05-17）主要变更：
   • 删除L1.off/L1.snooze电源状态说明
   • 明确GEN4合规性认证要求
2. ‌配套工具链‌
   • Microchip MPLAB® Harmony 3嵌入式框架
   • PCIe链路训练分析仪（需支持4.0协议）