探索TI SN65LVDT14-EP和SN65LVDT41-EP：LVDS技术在Memory Stick接口扩展中的应用

在当今电子设备不断发展的时代，数据传输的距离和速度成为了设计中的关键挑战。对于Memory Stick接口而言，传统的单端信号传输方式在长距离传输时存在一定的局限性。而德州仪器（TI）的SN65LVDT14-EP和SN65LVDT41-EP芯片组，凭借其LVDS（低电压差分信号）技术，为Memory Stick接口的扩展提供了有效的解决方案。

文件下载：sn65lvdt41-ep.pdf

芯片组概述

SN65LVDT14-EP和SN65LVDT41-EP是专门为基于LVDS的Memory Stick接口扩展而设计的芯片组。其中，SN65LVDT14将一个LVDS线驱动器和四个终端LVDS线接收器集成在一个封装中，适用于Memory Stick端；而SN65LVDT41则将四个LVDS线驱动器和一个终端LVDS线接收器集成在一起，用于主机端。

特性亮点

• 受控基线与DMS支持：具备受控基线，单一组装/测试地点和单一制造地点，同时提供增强的DMS（减少制造源）支持，确保产品的稳定性和可维护性。
• 接口扩展能力：支持Memory Stick接口扩展，允许主机和Memory Stick之间实现长距离互连。同时，还能实现SPI（串行外围接口）和MMC（多媒体卡）在SPI模式下的接口扩展。
• 集成电阻与单电源供电：集成了110Ω标称接收器线路终端电阻，简化了设计。并且可以由单一的3.3V电源供电，降低了电源设计的复杂度。
• 高数据速率与兼容性：数据速率大于125Mbps，采用直通式引脚布局。逻辑I/O与LVTTL兼容，总线引脚的ESD保护超过12kV，符合ANSI/TIA/EIA - 644A LVDS标准。

电气特性分析

绝对最大额定值

在设计过程中，了解芯片的绝对最大额定值至关重要，它能帮助我们避免因超出极限条件而对芯片造成永久性损坏。SN65LVDT14和SN65LVDT41的绝对最大额定值如下：	参数	最小值	最大值	单位
电源电压范围	- 0.5	4	V
输入电压范围	- 0.5（不同引脚略有不同）	6（不同引脚略有不同）	V
静电放电（人体模型）	±12（部分引脚）	±8（所有引脚）	KV
静电放电（充电设备模型）	±500		V
连续总功耗		见功耗评级表
储存温度范围	- 65	150	℃
引脚温度（距外壳1.6mm，10s）		260	℃

推荐工作条件

为了确保芯片的正常工作和性能，需要在推荐工作条件下使用。虽然文档中推荐工作条件部分表格信息不太清晰，但我们知道电源电压等参数需要在合适的范围内。

接收器和驱动器电气特性

接收器和驱动器的电气特性是影响数据传输质量的关键因素。以下是一些重要的参数：

• 接收器：正、负向差分输入电压阈值分别为±100mV，高、低电平输出电压分别为2.4V和0.4V，输入电流和电源关闭时的输入电流最大值为±40μA等。
• 驱动器：差分输出电压幅度典型值为340mV，稳态共模输出电压在1.125 - 1.375V之间等。

开关特性

开关特性决定了信号的传输延迟和上升、下降时间等，对于高速数据传输非常重要。

• 接收器：传播延迟时间（低到高和高到低）典型值为2.6ns，输出信号上升和下降时间最大值为1.4ns等。
• 驱动器：传播延迟时间（低到高和高到低）典型值分别为1.7ns和1.6ns，差分输出信号上升和下降时间最大值为1.2ns等。

功能与应用

功能表

通过功能表可以清晰地了解接收器和驱动器的输入输出关系。

• 接收器：当差分输入电压VID ≥ 100mV时，输出为高电平；当 - 100mV < VID < 100mV时，输出不确定；当VID ≤ - 100mV时，输出为低电平；输入开路时，输出为高电平。
• 驱动器：输入为高电平时，输出Y为高电平，Z为低电平；输入为低电平时，输出Y为低电平，Z为高电平；输入开路时，输出Y为低电平，Z为高电平。

典型应用：Memory Stick接口扩展

Memory Stick接口采用主从架构，有三个有效信号线：时钟（SCLK）、总线状态（BS）和串行数据输入/输出（SDIO）。传统的单端信号传输方式限制了传输距离，而LVDS技术则能很好地解决这个问题。

• 信号传输方式：SCLK和BS信号采用单工链路，SDIO数据分为两个单工流，通过主机处理器的方向（DIR）信号进行控制。DIR信号也通过单工LVDS链路从主机传输到Memory Stick。
• 信号方向切换：在单端接口中，SDIO信号流方向的切换由电子开关设备管理，如TI的SN74CBTLV1G125，该设备采用节省空间的SOT - 23或SC - 70封装。

机械与封装信息

封装尺寸

两款芯片均采用20引脚的TSSOP（PW）封装，封装尺寸与引脚数量有关，不同引脚数的最大高度A在2.90 - 9.80mm之间。

包装信息

提供了可订购的零件编号、状态、材料类型、包装数量、载体、RoHS合规性、引脚镀层/球材料、MSL评级/峰值回流温度、工作温度和零件标记等详细信息，方便工程师进行采购和使用。

总结与思考

TI的SN65LVDT14-EP和SN65LVDT41-EP芯片组为Memory Stick接口的长距离扩展提供了一种可靠且高效的解决方案。其LVDS技术的应用带来了低辐射、高抗噪、低功耗和低成本互连电缆等优势。在实际设计过程中，工程师需要根据具体的应用需求，综合考虑芯片的电气特性、机械封装等因素。例如，在高速数据传输应用中，需要重点关注开关特性，确保信号的准确传输。同时，对于芯片的绝对最大额定值和推荐工作条件，必须严格遵守，以保证芯片的可靠性和稳定性。大家在使用这两款芯片时，有没有遇到过什么特别的问题或者有独特的设计思路呢？欢迎在评论区分享交流。