由于数据中心使用的数据速率越来越高,企业系统需要更干净的时钟。本报告演示了 LMKDB1xxx 系列缓冲器的 PCI Express (PCIe) 合规性,从而验证了这些器件是否可用于此类系统。
本文档介绍了 LMKDB1xxx 系列的 PCI Express (PCIe) 参考时钟合规性测试报告。该报告包含测试设置、测试程序、TI PCIe 合规性工具说明以及演示 PCIe 合规性的测试结果。测试设置旨在获取 PCIe 合规性所需的相位噪声和时域分析。接着,按照测试程序获得结果。然后,该测试的数据会上传到 TICS Pro 内的 TI PCIe 合规性工具,以确定 PCIe 合规性。
TI 的 PCIe 合规性报告显示了为满足 PCIe 要求而对器件的相位噪声或抖动进行的分析。此 PCIe 合规性报告显示了典型条件下的测试结果。对于 LMKDB1xxx 系列,工作温度为 25°C,电源电压为 3.3V。
硬件设置包括待测试器件、电源、信号发生器、衰减器、限制器、平衡-非平衡变压器(仅用于频域测量)、热强制单元、测试负载板以及相位噪声分析仪(PNA,用于频域测量)或示波器(用于时域测量)。该器件接收来自 SMA100B 信号发生器的输入时钟,该信号发生器输出正弦波。但是,由于 TI 的时钟器件期望基准输入在特定振幅和转换率下产生方波,因此 SMA100B 的输出会通过多个衰减器和一个限制器传递。LMKDB1xxx 系列器件需要 3.5V/ns 的转换率和 1.6Vpp 的峰峰值摆幅,这是通过上述设置实现的。
对于频域测量,器件的差分输出连接到平衡-非平衡变压器,以将其转换为随后路由到 PNA 的单端信号,如图 2-1 所示。
对于时域测量,器件的差分输出(正负引脚)直接路由到示波器,如图 2-2 所示。此外,在获取时域测量数据时,PCIe 测试负载是 4GHz 下的 15dB 损耗迹线。
用于获得 LMKDB1xxx PCIe 合规性报告结果的测试程序如下:
可以在 TI 的 TICS Pro 软件中找到 TI 的 PCIe 合规性工具。要访问该工具,请先下载 TI 的 TICS Pro 软件。在 Tools 选项卡下,选择 PCIe Report Generator(步骤如图 4-1 中所示)。几秒钟后,该工具将出现,如图 4-2 所示,然后可使用该工具分析频域轨迹(如图 4-3)和时域轨迹(如图 4-4)以确定 PCIe 合规性。
对于频域数据分析,该工具通过 PCIe 滤波器运行频域输入轨迹,并将 PCIe 生成、时钟架构、噪声折返和是否存在 SSC 等其他参数纳入考量因素,以确定轨迹是否满足 PCIe 要求。然后,该工具根据结果分配“通过”、“未通过”或“不适用”状态。
对于时域数据分析,该工具会运行时域输入轨迹,并考虑 Vcross、周期、占空比以及 PCIe 标准指定的其他参数,以确定所分析的轨迹并为其分配“通过”/“未通过”。
本节详细介绍了 LMKDB1xxx PCIe 合规性测试结果。
表 5-1 是针对 LMKDB1xxx 相位噪声分析的 PCIe 合规性结果汇总,其中展示了器件在第 1 代到第 6 代 PCIe、噪声折叠 0 和 3 以及时钟架构通用时钟 (CC) 和独立基准无展频 (SRNS) 方面的抖动兼容性。
PCIe 抖动规格或时域计算可能具有以下状态之一:
抖动滤波器 | 时钟架构 | 噪声折叠 | 最小 (fs) | 最大 (fs) | 限制 (fs) | 状态 |
---|---|---|---|---|---|---|
PCIe1 | CC | 0 | 0.0 | 627 | 86,000 | 通过 |
3 | 0.0 | 710 | 86,000 | 通过 | ||
SRNS | 0 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | |
3 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | 不适用 | ||
PCIe2 | CC | 0 | 20 | 60 | 3,100 | 通过 |
3 | 23 | 71 | 3,100 | 通过 | ||
SRNS | 0 | 27 | 71 | 不适用 | 不适用 | |
3 | 31 | 80 | 不适用 | 不适用 | ||
PCIe3 | CC | 0 | 6 | 18 | 1,000 | 通过 |
3 | 7 | 21 | 1,000 | 通过 | ||
SRNS | 0 | 18 | 21 | 不适用 | 不适用 | |
3 | 21 | 25 | 不适用 | 不适用 | ||
PCIe4 | CC | 0 | 6.193 | 17.672 | 500.0 | 通过 |
3 | 7.471 | 20.997 | 500.0 | 通过 | ||
SRNS | 0 | 7.901 | 21.219 | 不适用 | 不适用 | |
3 | 9.082 | 24.523 | 不适用 | 不适用 | ||
PCIe5 | CC | 0 | 1.344 | 6.872 | 150.0 | 通过 |
3 | 1.669 | 8.539 | 150.0 | 通过 | ||
SRNS | 0 | 1.676 | 8.346 | 不适用 | 不适用 | |
3 | 1.952 | 9.747 | 不适用 | 不适用 | ||
PCIe6 | CC | 0 | 1.564 | 4.456 | 100.0 | 通过 |
3 | 1.878 | 5.353 | 100.0 | 通过 | ||
SR | 0 | 2.343 | 6.621 | 不适用 | 不适用 | |
3 | 2.659 | 7.517 | 不适用 | 不适用 | ||
PCIe7 | CC | 0 | 1.194 | 3.408 | 67.0 | 通过 |
3 | 1.397 | 3.987 | 67.0 | 通过 | ||
SR | 0 | 1.767 | 5.021 | 不适用 | 不适用 | |
3 | 1.973 | 5.606 | 不适用 | 不适用 |
表 5-2 是用于 LMKDB1xxx 时域分析的 PCIe 合规性摘要,展示了器件的时域合规性。
计算 | 最小值 | 平均值 | 最大值 | 限制 | 状态 |
---|---|---|---|---|---|
Vcross | 330.09mV | 343.67mV | 357.31mV | 250mV 至 550mV | 通过 |
Vhigh | 758.527mV | 758.527mV | 150mVmV | 通过 | |
Vlow | -42.394mV | -42.394mV | –150mVmV | 通过 | |
周期 | 9.971ns | 10.0ns | 10.022ns | 9.847ns 到 10.203ns | 通过 |
占空比 | 49.441% | 49.624% | 49.825% | 40% 至 60% | 通过 |
过冲电压 | 72.83mV | 91.34mV | 300mV | 通过 | |
下冲电压 | -57.47mV | -70.69mV | -300mV | 通过 | |
上升沿速率 | 2.14V/ns | 2.419V/ns | 2.718V/ns | 0.6V/ns 至 4.0V/ns | 通过 |
下降沿速率 | 2.24V/ns | 2.508V/ns | 2.818V/ns | 0.6V/ns 至 4.0V/ns | 通过 |