ZHCACS6C november   2008  – june 2023 DS91M124 , DS91M125 , SN65LVDM050 , SN65LVDM050-Q1 , SN65LVDM051 , SN65LVDM051-Q1 , SN65LVDM1676 , SN65LVDM1677 , SN65LVDM176 , SN65LVDM179 , SN65LVDM180 , SN65LVDM22 , SN65LVDM31 , SN65MLVD040 , SN65MLVD047A , SN65MLVD048 , SN65MLVD080 , SN65MLVD082 , SN65MLVD128 , SN65MLVD129 , SN65MLVD2 , SN65MLVD200A , SN65MLVD202A , SN65MLVD204A , SN65MLVD204B , SN65MLVD206B , SN65MLVD3

 

  1.   1
  2.   AN-1926:M-LVDS 简介及其时钟和数据分配应用
  3.   商标
  4. 引言
  5. M-LVDS 标准概述
  6. 驱动器特性
  7. 接收器特性
  8. M-LVDS 产品组合
  9. M-LVDS 应用
  10. AdvancedTCA 系统中的时钟分配
  11. MicroTCA 系统中的时钟分配
  12. M-LVDS 作为短距离 RS-485 备选器件
  13. 10通过点对点链路进行信号分配
  14. 11“线或”式实施
  15. 12设计指南
  16. 13结论
  17. 14参考文献
  18. 15修订历史记录

设计指南

多点网络为设计人员提供了一种经济而简单的方法,来使用单个互连或总线连接多个器件。虽然简单性和低成本使得多点网络对许多人很有吸引力,但设计这些网络绝不是一项简单的任务。以下列表提供了实现可靠 M-LVDS 多点网络的设计指南。

  • 设计或选择最适合多点网络的互连。在多点网络中,每个端口都向总线施加负载。负载通常是容性的,由 M-LVDS I/O 电容和残桩的固有电容组成。总线上具有一致阻抗的容性负载可降低端口位置总线的阻抗,并造成阻抗失配。当多个负载连接到负载之间间距相对一致的总线上时,总线的总体特性阻抗会变低。总线的较低特性阻抗需要较低阻值的终端电阻。值较低的终端电阻意味着信号驱动器的直流负载较低,最终降低信号幅值。尽管 M-LVDS 驱动器具有使输出幅值保持恒定的控制电路,但输出幅值仅对 40Ω 或更高的负载保持恒定。这意味着带负载总线的差分特性阻抗需要为 80Ω 或更高。为此,请选择或设计具有高于标称(100Ω 差分)特性阻抗的总线,以便其阻抗在满载时不会低于 80Ω。
  • 选择转换时间最慢、可满足系统带宽要求的 M-LVDS 驱动器。在所需比特率下转换时间为单位间隔 (UI) 一半的驱动器可提供最高的噪声容限。例如,M-LVDS 驱动器的典型转换时间为 2ns。这使得它们非常适合在 250Mbps/125MHz (4ns UI) 下运行。在 250Mbps 速率下,总线中只能在奈奎斯特频率 (125MHz) 的倍数频率下反射能量。在这种信号能量分布下,不存在具有高于奈奎斯特频率的频率下的能量的反射。在高于奈奎斯特频率的频率下反射能量会对多点网络中的信号分配构成严重威胁。
  • 尽可能缩短残桩的长度。M-LVDS 器件通常适合使用 1 英寸 (2.5cm) 或更短的残桩(在确定总残桩长度时,应考虑连接器电气长度)。超过此值可能导致系统发生故障。应用手册 AN-1503 中提供的实验数据表明,将残桩从 1 英寸缩短到 1/2 英寸可能会将噪声容限增加多达 50%。此外,当噪声容限处于高位时,应考虑尽可能提高残桩阻抗。这可以通过增加材料的电介质厚度、减小残桩宽度以及对残桩的各个布线进行解耦或松散耦合来实现。
  • 在其他系统限制允许的情况下,请将 M-LVDS 驱动器放置在终端电阻旁边。最不理想的驱动器位置是在多点网络的中间;驱动器附近的接收器始终具有最差的噪声容限。通过将驱动器放置在靠近两个终端电阻之一的网络一端,可以创建具有更长信号路径的网络拓扑。信号路径越长,损耗越大,因此信号从驱动器传播到最远的接收器时,传输时间也会增加。遇到不连续阻抗时,较慢的转换时间更“宽容”一些。
  • 任何电源噪声都会降低可用的噪声容限。确保 M-LVDS 器件已正确去耦。M-LVDS 器件的每个 VDD 或 GND 引脚应通过低电感路径连接到印刷电路板 (PCB)。为了获得更好的结果,应使用一个或多个过孔将 VDD 或 GND 引脚连接到附近的平面。理想情况下,过孔放置在与引脚紧邻的位置,以避免增加固有布线电感。旁路电容器应靠近 VDD 引脚放置。应使用小尺寸电容器(例如 0402、X7R)和表面贴装电容器来尽可能减小电容器的封装电感。每个旁路电容器应通过与电容器焊盘相切的过孔连接到电源平面和接地平面。尺寸为 0402 的 X7R 表面贴装电容器具有大约 0.5nH 的体电感。在高于 30MHz 左右的频率下,X7R 电容器充当低阻抗电感器。为了将工作频率范围扩展到几百 MHz,通常并联使用一系列不同的电容器值,例如 100pF、1nF、0.03µF 和 0.1µF。最有效的旁路电容器可使用夹在电源和接地之间的 2mil–3mil 隔层来构建。使用 2mil FR-4 电介质时,PCB 的每平方英寸约为 500pF。对于采用 LLP 封装的器件(例如 DS91M040),芯片连接焊盘 (DAP) 应通过一组过孔连接到接地平面。过孔阵列可降低接地的有效电感,并提高 LLP 封装的热性能。