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[分享] SCAN90CP02型LVDS交叉点开关的功能及应用

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发表于 2015-9-19 17:04:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
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  引言
       低压差分信号传输(Low Voltage Differential Signaling)是高速、低电压、低功率、低噪声通用I/O接口标准。这种信号传输使用非常小的信号幅度(典型值为350mV),通过一对平行的 PCB走线或平衡电缆传输数据。这对平行差分信号线的电流及电压振幅相反,噪声同时耦合到2条信号线上。由于采用差分输入方式,输入信号只与2个信号的差值有关,因而可将共模干扰抑制掉。另外,由于2条差分信号线距离很近,电流传输方向相反,其磁场相互抵消,电场相互耦合,因而与单线传输相比,电磁辐射小得多。
       LVDS 已广泛应用于接口器件和现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)中,采用LVDS的系统成功实现了高速互连。然后,并非所有的LVDS I/O接口都有良好的性能。例如,一些ASIC或FPGA的LVDS I/O可能不象标准器件中的LVD
S I/O那样适合在PCB板上驱动差分迹线(trace)。由于PCB板布局存在的问题,甚至导致设计良好的标准器件的信号传输质量变差。当用ASIC或 FPGA等作为系统核心件时,有时不可能使器件尽可能靠近连接器放置,这样会造成迹线变线、反射增大、损耗增加。为了消除互连中存在的问题,国家半导体公司推出一系列体积小巧的缓冲器。文中将对其LVDS超高速的功能及应用进行介绍。       1 SCAN90CP02简介
       SCAN90CP02 型电路是美国国家半导体公司推出的1.5Gb/s的2x2低压差分信号传输模拟交叉点开关(crosspoint switch)。其高速数据通路和直通(flow-through)引脚可使电路内部的抖动达到最小。当信号在有损的背板和电缆上传输时,其可配置的功能(0/25/50/100%可选)能克服外部ISI(Inter Symbol Interference,符号间干扰)抖动的影响。其差分输入可连接到LVDS和Bus LVDS信号上,也可与共模逻辑(CML)和低电压正射极耦合逻辑(LVPCL)等信号电平相连。SCAN90CP02要用非块式交叉点结构,可配置为 1:2时钟或数据分配器、2:1冗余复用器、交叉功能及用于信号增强和短线隐藏的双缓冲器。图1是SCAN90CP02的内部方框图。

                                       

SCAN90CP02的内部方框图

SCAN90CP02的内部方框图

       SCAN90CP02集成的IEEE 1149.1(JTAG)和1149.6测试输入电路TAP(Test Access Port)支持单端LVTTL/CMOS和差分LVDS PCB互连的可测试性。这些功能有助于缩短测试时间,降低测试与开发方面的成本。电路采用3.3V电源、CMOS工艺和LVDS I/O,确保其在整个工业级温度范围(-40℃到+85℃)内实现高性能和低功耗。
       SCAN90CP02 可以真正地消除抖动,从而提高系统的可靠性,使用户能用成本较低的线路实现互连。由于SCAN90CP02设有预增强功能,因此不但可以执行正常的开关功能,而且可作为缓冲器使用,以便将现有的FPGA、ASIC及串行/解串器(SerDes)等的LVDS信号放大。另外,该电路的LVDS输出不支持多站式(multidrop)BLVDS环境。
       SCAN90CP02的特点如下:
       ●每通道的传输速率达1.5Gb/s。
       ●低功耗,在双中继器模式下,最高速率时的电流仅为70mA。
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