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  • LMKDB1xxx PCI Express 合规性报告

    • ZHCADE1A November   2023  – April 2025 LMKDB1108 , LMKDB1120

       

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  • LMKDB1xxx PCI Express 合规性报告
  1.   1
  2.   摘要
  3. 1引言
  4. 2测试设置
  5. 3测试步骤
  6. 4TI PCIe 合规性工具说明
  7. 5LMKDB1xxx 测试结果
    1. 5.1 LMKDB1xxx 测试结果摘要
    2. 5.2 LMKDB1xxx 系列的 PCIe 工具输入文件波形
    3. 5.3 LMKDB1xxx 详细抖动测量
  8. 6总结
  9. 7参考资料
  10. 8修订历史记录
  11. 重要声明
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Application Note

LMKDB1xxx PCI Express 合规性报告

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摘要

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。

1 引言

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。

2 测试设置

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。

注: TI 任何时钟器件的参考时钟都不需要添加衰减器和限制器,也不需要包含在系统中。相反,TI 时钟器件的参考时钟需要为方波,且器件数据表中指定了所需的振幅和转换率。

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。

 TI 用于频域测量的 PCIe 合规性测试硬件设置图 2-1 TI 用于频域测量的 PCIe 合规性测试硬件设置

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。

 TI 用于时域测量的 PCIe 合规性测试硬件设置图 2-2 TI 用于时域测量的 PCIe 合规性测试硬件设置

3 测试步骤

用于获得 LMKDB1xxx PCIe 合规性报告结果的测试程序如下:

  1. 器件上电后,差分输出直接连接到示波器以进行时域测量,或通过平衡-非平衡变压器连接到 PNA 以进行频域测量。
  2. 从 PNA 或示波器捕获输出跟踪文件。请注意,示波器捕获需要正负轨迹,因此需要从示波器获取两个输出轨迹文件。
  3. 生成的文件通过 TI 的 PCIe 合规性工具运行(节 4包含有关该工具的更多信息)。

4 TI PCIe 合规性工具说明

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。

 TICS Pro 访问 PCIe 参考时钟分析工具的步骤图 4-1 TICS Pro 访问 PCIe 参考时钟分析工具的步骤
 PCIe 工具主页图 4-2 PCIe 工具主页

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”。

 PNA 图示例图 4-3 PNA 图示例
 时域图示例图 4-4 时域图示例

5 LMKDB1xxx 测试结果

本节详细介绍了 LMKDB1xxx PCIe 合规性测试结果。

5.1 LMKDB1xxx 测试结果摘要

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:

  • 通过:在规格/限制范围内
  • 未通过:超出规格/限制
  • 不适用:无规格/限制
表 5-1 LMKDB1xxx PCIe 工具测试结果摘要 - 频域
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。

表 5-2 LMKDB1xxx PCIe 工具测试结果摘要 - 时域
计算最小值平均值最大值限制状态
Vcross330.09mV343.67mV357.31mV250mV 至 550mV通过
Vhigh758.527mV758.527mV150mVmV通过
Vlow-42.394mV-42.394mV–150mVmV通过
周期9.971ns10.0ns10.022ns9.847ns 到 10.203ns通过
占空比49.441%49.624%49.825%40% 至 60%通过
过冲电压72.83mV91.34mV300mV通过
下冲电压-57.47mV-70.69mV-300mV通过
上升沿速率2.14V/ns2.419V/ns2.718V/ns0.6V/ns 至 4.0V/ns通过
下降沿速率2.24V/ns2.508V/ns2.818V/ns0.6V/ns 至 4.0V/ns通过

5.2 LMKDB1xxx 系列的 PCIe 工具输入文件波形

图 5-1 展示了基准输入为 100MHz、转换率 = 3.5V/ns、峰峰值摆幅 = 1.6Vpp 时 LMKDB1120 的输出相位噪声曲线。图 5-2 展示了输出时域布线波形。所有这些波形都输入到 TI 的 PCIe 合规性工具(可在 TI 的 TICS Pro 软件中找到,更多信息请参阅节 4)中,以确定 PCIe 合规性。这些结果和波形适用于所有 LMKDB1xxx 器件。

 LMKDB1120 的输出相位噪声曲线,该器件具有进入 LMKDB1xxx 器件的 100MHz 基准输入信号、转换率 = 3.5V/ns 且峰峰值摆幅 = 1.6Vpp图 5-1 LMKDB1120 的输出相位噪声曲线,该器件具有进入 LMKDB1xxx 器件的 100MHz 基准输入信号、转换率 = 3.5V/ns 且峰峰值摆幅 = 1.6Vpp
 LMKDB1120 的输出时域图,该器件具有进入 LMKDB1xxx 器件的 100MHz 基准输入信号、转换率 = 3.5V/ns 且峰峰值摆幅 = 1.6Vpp图 5-2 LMKDB1120 的输出时域图,该器件具有进入 LMKDB1xxx 器件的 100MHz 基准输入信号、转换率 = 3.5V/ns 且峰峰值摆幅 = 1.6Vpp

5.3 LMKDB1xxx 详细抖动测量

表 5-3 概述了 PCIe 第 1 代到第 6 代的具体抖动测量结果,噪声折叠为 0 和 3,时钟架构为通用时钟 (CC) 和独立基准无展频 (SRNS)。

表 5-3 LMKDB1xxx 详细抖动测量
PCIe 版本时钟架构噪声折叠滤波器组合PLL1 f1PLL1
zeta 1
PLL2 f2PLL2
zeta 2
CDR f3值 (fs)限制 (fs)状态
1CC011.50E+060.541.50E+060.541.50E+0632.4729995786,000通过
1CC021.50E+060.542.20E+070.541.50E+06626.812383386,000通过
1CC032.20E+070.541.50E+060.541.50E+06626.812383386,000通过
1CC042.20E+070.542.20E+070.541.50E+06503.882354586,000通过
1CC051.50E+06142.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC061.50E+060.542.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC072.20E+07142.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC082.20E+070.542.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC091.50E+06142.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC0101.50E+060.542.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC0112.20E+07142.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC0122.20E+070.542.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC0131.50E+06142.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC0141.50E+060.542.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC0152.20E+07142.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC0162.20E+070.542.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC0171.50E+06142.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC0181.50E+060.542.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC0192.20E+07142.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC0202.20E+070.542.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC311.50E+060.541.50E+060.541.50E+0638.687792586,000通过
1CC321.50E+060.542.20E+070.541.50E+06709.704291286,000通过
1CC332.20E+070.541.50E+060.541.50E+06709.704291286,000通过
1CC342.20E+070.542.20E+070.541.50E+06605.105642186,000通过
1CC351.50E+06142.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC361.50E+060.542.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC372.20E+07142.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC382.20E+070.542.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC391.50E+06142.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC3101.50E+060.542.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC3112.20E+07142.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC3122.20E+070.542.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC3131.50E+06142.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC3141.50E+060.542.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC3152.20E+07142.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC3162.20E+070.542.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC3171.50E+06142.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC3181.50E+060.542.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC3192.20E+07142.20E+070.541.50E+06086,000通过
1CC3202.20E+070.542.20E+070.541.50E+06086,000通过
2CC0105.00E+06145.00E+06145.00E+0620.149903153,100通过
2CC0115.00E+06145.00E+060.545.00E+0623.174111543,100通过
2CC0125.00E+06141.60E+07145.00E+0646.846504193,100通过
2CC0135.00E+06141.60E+070.545.00E+0646.193104763,100通过
2CC0145.00E+061.165.00E+06145.00E+0620.796608023,100通过
2CC0155.00E+061.165.00E+060.545.00E+0619.735416013,100通过
2CC0165.00E+061.161.60E+07145.00E+0647.709100043,100通过
2CC0175.00E+061.161.60E+070.545.00E+0648.48535243,100通过
2CC0181.60E+07145.00E+06145.00E+0646.846504193,100通过
2CC0191.60E+07145.00E+060.545.00E+0649.427285393,100通过
2CC0201.60E+07141.60E+07145.00E+0649.531572183,100通过
2CC0211.60E+07141.60E+070.545.00E+0660.295070343,100通过
2CC0221.60E+071.165.00E+06145.00E+0645.398179773,100通过
2CC0231.60E+071.165.00E+060.545.00E+0649.334790283,100通过
2CC0241.60E+071.161.60E+07145.00E+0652.470683633,100通过
2CC0251.60E+071.161.60E+070.545.00E+0655.492892253,100通过
2CC3105.00E+06145.00E+06145.00E+0624.353900673,100通过
2CC3115.00E+06145.00E+060.545.00E+0626.934568813,100通过
2CC3125.00E+06141.60E+07145.00E+0655.663055133,100通过
2CC3135.00E+06141.60E+070.545.00E+0653.149432763,100通过
2CC3145.00E+061.165.00E+06145.00E+0624.784596553,100通过
2CC3155.00E+061.165.00E+060.545.00E+0623.051210223,100通过
2CC3165.00E+061.161.60E+07145.00E+0656.345073783,100通过
2CC3175.00E+061.161.60E+070.545.00E+0655.478722763,100通过
2CC3181.60E+07145.00E+06145.00E+0655.663055133,100通过
2CC3191.60E+07145.00E+060.545.00E+0657.791622623,100通过
2CC3201.60E+07141.60E+07145.00E+0661.670068253,100通过
2CC3211.60E+07141.60E+070.545.00E+0671.386269713,100通过
2CC3221.60E+071.165.00E+06145.00E+0653.559936733,100通过
2CC3231.60E+071.165.00E+060.545.00E+0657.212183793,100通过
2CC3241.60E+071.161.60E+07145.00E+0664.232209983,100通过
2CC3251.60E+071.161.60E+070.545.00E+0665.789969053,100通过
2SRNS0105.00E+06145.00E+06145.00E+0632.30536183不适用不适用
2SRNS0115.00E+06145.00E+060.545.00E+0628.0008018不适用不适用
2SRNS0125.00E+06141.60E+07145.00E+0648.81251194不适用不适用
2SRNS0135.00E+06141.60E+070.545.00E+0658.25986316不适用不适用
2SRNS0145.00E+061.165.00E+06145.00E+0630.95794231不适用不适用
2SRNS0155.00E+061.165.00E+060.545.00E+0627.25480625不适用不适用
2SRNS0165.00E+061.161.60E+07145.00E+0647.39786277不适用不适用
2SRNS0175.00E+061.161.60E+070.545.00E+0657.10230745不适用不适用
2SRNS0181.60E+07145.00E+06145.00E+0648.81251194不适用不适用
2SRNS0191.60E+07145.00E+060.545.00E+0645.14697637不适用不适用
2SRNS0201.60E+07141.60E+07145.00E+0664.00740358不适用不适用
2SRNS0211.60E+07141.60E+070.545.00E+0668.21118499不适用不适用
2SRNS0221.60E+071.165.00E+06145.00E+0651.16813886不适用不适用
2SRNS0231.60E+071.165.00E+060.545.00E+0647.37132644不适用不适用
2SRNS0241.60E+071.161.60E+07145.00E+0665.00318377不适用不适用
2SRNS0251.60E+071.161.60E+070.545.00E+0670.73342401不适用不适用
2SRNS3105.00E+06145.00E+06145.00E+0636.67921599不适用不适用
2SRNS3115.00E+06145.00E+060.545.00E+0631.73472385不适用不适用
2SRNS3125.00E+06141.60E+07145.00E+0656.5792607不适用不适用
2SRNS3135.00E+06141.60E+070.545.00E+0665.59031551不适用不适用
2SRNS3145.00E+061.165.00E+06145.00E+0635.11243437不适用不适用
2SRNS3155.00E+061.165.00E+060.545.00E+0630.81479841不适用不适用
2SRNS3165.00E+061.161.60E+07145.00E+0655.00716411不适用不适用
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4SRNS3154.00E+060.735.00E+06141.00E+0721.95808325不适用不适用
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CC

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10

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14

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通过

7

CC

3

11

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14

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通过

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CC

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12

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通过

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CC

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通过

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不适用

不适用

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不适用

不适用

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不适用

不适用

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不适用

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3.946364609

不适用

不适用

6 总结

本报告概述了 TI 的 PCIe 合规性工具、如何获得测试结果,并根据节 5.1中的结果演示了 PCIe 合规性。本报告表明,LMKDB1xxx 缓冲器系列器件是企业系统中 PCIe 时钟的理想选择。

 

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