深度解析DS90CR217：高速数据传输的理想之选

在当今的电子设备设计中，高速数据传输一直是一个关键的挑战。如何在保证数据传输速率的同时，降低电磁干扰（EMI）和成本，成为电子工程师们需要解决的重要问题。今天，我们就来深入探讨一款由德州仪器（Texas Instruments）推出的高性能数据传输芯片——DS90CR217。

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产品概述

DS90CR217是一款采用+3.3V电源供电的上升沿数据选通LVDS（低电压差分信号）21位通道链路发射器，支持20至85MHz的移位时钟。它能够将21位的CMOS/TTL数据转换为三个LVDS数据流，并通过第四个LVDS链路与数据流并行传输一个锁相的发送时钟。在85MHz的发送时钟频率下，每个LVDS数据通道能够以595Mbps的速率传输21位的TTL数据，数据吞吐量高达1.785Gbit/s（223Mbytes/sec）。

产品特性

高速传输能力

支持20 - 85MHz的移位时钟，最高数据吞吐量可达1.785Gbps，带宽高达223Mbytes/sec，能够满足大多数高速数据传输应用的需求。

低EMI和低功耗

采用345mV（典型值）摆幅的LVDS器件，有效降低了电磁干扰；同时，具有低功耗的特点，减少了系统的功耗需求。

优秀的电气性能

具有50%的占空比接收器输出时钟、同类最佳的发送器输入建立和保持时间，以及±1V的共模范围（围绕+1.2V），保证了数据传输的稳定性和可靠性。

简化设计

PLL无需外部组件，窄总线设计减少了电缆尺寸和成本，并且兼容TIA/EIA - 644 LVDS标准，方便与其他设备集成。

技术参数

绝对最大额定值

• 电源电压（Vcc）：-0.3V至+4V
• CMOS/TTL输入电压：-0.5V至（Vcc + 0.3V）
• 结温：+150°C
• 储存温度范围：-65°C至+150°C

推荐工作条件

• 电源电压（Vcc）：3.0 - 3.6V，典型值为3.3V
• 工作环境温度（TA）：-10°C至+70°C
• 接收器输入范围：0 - 2.4V
• 电源噪声电压（Vcc）：≤100mVpp

电气特性

涵盖了CMOS/TTL直流规格、LVDS驱动器直流规格、发送器电源电流以及发送器开关特性等多个方面的参数，为工程师在设计电路时提供了详细的参考。

应用指南

引脚描述

DS90CR217共有多个引脚，包括TTL电平输入引脚（TxIN）、LVDS差分数据输出引脚（TxOUT+、TxOUT-）、TTL电平时钟输入引脚（TxCLK IN）、LVDS差分时钟输出引脚（TxCLK OUT+、TxCLK OUT-）以及电源和地引脚等。每个引脚都有其特定的功能和作用，工程师在设计电路时需要根据实际需求进行合理连接。

电缆选择

在数据传输过程中，电缆的选择至关重要。建议使用能够支持差分LVDS对的电缆，理想情况下，电缆/连接器接口应具有恒定的100Ω差分阻抗。同时，为了保证在接收器处有足够的数据采样窗口，电缆偏移应保持在90ps以下（时钟速率为85MHz时）。常用的电缆类型包括扁平带状电缆、柔性电缆、双绞线和双同轴电缆等，其中双同轴电缆在高速和长距离传输中表现最佳。

电路板布局

为了充分发挥LVDS的降噪和抗EMI优势，在电路板布局时需要注意以下几点：

• 差分线应相邻布线，以消除其他信号的干扰，并充分利用差分信号的噪声抵消特性。
• 尽量保持差分信号走线长度相等，减少阻抗不连续性。
• 避免在信号线上出现过多的过孔和90度拐角，减少反射和串扰。
• 确保差分走线阻抗与所选物理介质的差分阻抗匹配，并与接收器输入处的终端电阻值一致。
• CHANNEL LINK TxOUT引脚应尽量靠近电路板边缘，减少PCB走线长度。

端接和去耦

• 端接：在接收器输入处需要跨接一个100Ω的终端电阻，以匹配电缆的差分模式特性阻抗。建议使用表面贴装电阻，并将其尽可能靠近接收器输入引脚，以减少短截线和有效终止差分线。
• 去耦：为了减少开关噪声对性能的影响，建议在每个VCC和接地平面之间并联三个去耦电容（多层陶瓷类型，表面贴装形式），电容值分别为0.1μF、0.01μF和0.001μF。

时钟抖动和电源管理

• 时钟抖动：DS90CR217使用PLL生成和恢复通过LVDS接口传输的时钟。为了确保LVDS时钟的低抖动，需要保证输入到发送器的时钟信号干净、低噪声，并对每个VCC进行单独的旁路接地。
• 电源管理：在设备启用时，发送器输入时钟必须始终存在；如果时钟停止，需要使用PWR DWN引脚禁用PLL。同时，要注意电源的顺序和断电模式，以确保设备的正常运行。

总结

DS90CR217以其高速传输能力、低EMI、低功耗和优秀的电气性能，成为解决高速数据传输问题的理想之选。在实际应用中，只要我们根据其技术参数和应用指南进行合理的设计和布局，就能够充分发挥其优势，实现高效、稳定的数据传输。作为电子工程师，你在使用类似芯片时遇到过哪些问题呢？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。