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信号调理产品电路设计与寄存器配置

信号调理产品电路设计与寄存器配置

另外,电源选型时还需要注意功耗问题,在芯片资料中都会给出各种功能组合下的功耗,那么我们就可以根据实际应用计算出最大的功耗,作为电源方案选择的一个参考标准。
2. 时钟:外部参考时钟主要是给retimer内部VCO提供一个校准的参考,它只要求频率的精度在+/-100ppm范围之内即可,而对phase noise没有特别的要求。需要注意的是不同的retimer支持的时钟频率和电平有区别。像DS125DF1610可以支持25 MHz,125 MHz和312.5MHz的单端或差分输入,而大部分10G retimer,比如DS125DF111只支持25MHz的单端输入。设计时需要根据数据手册来进行选择。
3. AC耦合电容:高速信号传输通常需要做AC耦合,考虑到布板的方便性以及信号的完整性,TI部分retimer产品在芯片内部会集成该耦合电容,这个需要设计时从产品手册上去确认,避免遗漏或者重复添加。
4. I/O口耐压:如前面所讲,TI retimer一般都是2.5V单电源供电,因此需要注意它的I/O口耐压问题。为了方便与板上主控芯片的对接,retimer内部对I2C,RESET和INTERRUPT口做了特殊处理,都允许直接上拉到3.3V,这个可以从典型应用图上看到。而其他I/O口就需要注意不能超过电源供电电压。
高速信号电路设计还有一个非常重要的地方就是PCB layout,它直接影响信号传输中的性能。在layout时,我们需要注意:
信号、电源和地层的合理分配,信号尽可能的远离噪声源;
保持高速差分线的对称,以及阻抗控制在100Ω±5%以内;
避免差分线的剧烈弯折,使用45°或者曲线弯折;
保证不同差分线对间的skew匹配。
沿信号路径,避免参考平面的不连续而引起阻抗的变化,注意电流返回路径;
AC耦合电容最大选择0402封装,尽可能的保证走线宽度一致,尽量减少过孔数量;
选择的连接器要能满足最高速率性能要求。
在做电路设计时,只要注意到上面提到的这些地方,应该就可以保证芯片正常上电工作和传输链路上信号的性能,接下来我们需要做的是寄存器配置。需要注意,上电后系统最佳的配置顺序是先ASIC,后retimer。这是因为如果retimer先于ASIC 配置,那么这时ASIC高速I/O口发送的数据不稳定,而retimer只要检测到有信号后,就会尝试去锁定,此时自适应出来的参数就不是最优的。
下面还是以DS125DF1610为例,假设外部采用125MHz的参考时钟,系统需要兼容12.5Gbps和6.25Gbps速率,下表就是我们常用到的配置流程。
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