ZHCADE7 November   2023 CDCE6214 , CDCE6214-Q1 , CDCE6214Q1TM , LMK00301 , LMK00304 , LMK00306 , LMK00308 , LMK00334 , LMK00334-Q1 , LMK00338 , LMK03318 , LMK03328 , LMK3H0102 , LMK6C , LMK6H , LMKDB1108 , LMKDB1120

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
  5. 2PCIe 简介
    1. 2.1 PCIe 链路
  6. 3PCIe 时钟架构
    1. 3.1 通用时钟架构
    2. 3.2 独立参考架构
    3. 3.3 扩频时钟
    4. 3.4 PCIe REFCLK 拓扑
    5. 3.5 噪声折叠
  7. 4PCIe 时钟规格
    1. 4.1 REFCLK 输出格式
    2. 4.2 PCIe 抖动要求
    3. 4.3 PCIe 时域要求
  8. 5REFCLK 测量技术
    1. 5.1 时钟发生器测量结果
      1. 5.1.1 不带 SSC 的 PNA 测量结果
      2. 5.1.2 不带 SSC 的 PCIe 滤波的 PNA 结果
      3. 5.1.3 带 SSC 的 PNA 测量结果
      4. 5.1.4 带 SSC 的 PCIe 滤波的 PNA 结果
      5. 5.1.5 时域 PCIe 测量结果
    2. 5.2 时钟缓冲器测量结果
      1. 5.2.1 PNA 测量结果
      2. 5.2.2 PCIe 滤波的 PNA 结果
      3. 5.2.3 时域 PCIe 测量结果
  9. 6符合 PCIe 标准的德州仪器 (TI) 产品
  10. 7总结
  11. 8参考资料

3.4 PCIe REFCLK 拓扑

图 3-4 展示了典型的通用时钟架构设置及数据传输路径。发送器由 TX PLL 和 TX Latch 组成，接收器由 RX PLL、RX 时钟数据恢复 (CDR) 和 RX 锁存器组成。将 REFCLK 提供给发送器和接收器，但接收器处的抖动受到两个 PCIe 器件的 PLL、接收器的 CDR，以及 REFCLK 通过两条路径传输到 RX 锁存器之间的延迟的影响。

方程式 5 展示了 REFCLK 在 RX 锁存器处的影响的总体传递函数。阻尼因子 ζ 和频率 f 的值由 PCIe 标准根据版本设置。TX 和 RX 的 PLL 用作二阶低通滤波器。在 PCIe 第 4 代之前，CDR 充当一阶高通滤波器。对于 PCIe 第 5 代和 PCIe 第 6 代，CDR 充当二阶高通滤波器。

GUID-20231120-SS0I-Q2X3-JG8Z-RMVK60VMVPS4-low.svg图 3-4 REFCLK 通用时钟分配
方程式 1. TX PLL：  H1(s)= 2sζ1ωn1+ωn12s2+ζ1ωn1+ωn12： Where ωn1 = 2πfn1
方程式 2. RX PLL：  H2(s)=  2sζ2ωn2+ωn22s2+sζ2ωn2+ωn22
方程式 3. CDR：  高电平3(s)= ss+ωn32
方程式 4. Delta BetWeen REFCLK Paths：  |T1-T2|
方程式 5. Overall Transfer Function： H(s)=(H1(s)e-st-H2(s))H3(s) or H(s)=(H2(s)e-st-H1(s))H3(s), Whichever is larger

对于 PCIe 第 5 代和 PCIe 第 6 代，CDR 的定义不同。对于这些版本，CDR 由二阶高通滤波器表示。方程式 6 是该滤波器的公式。

方程式 6. PCIe Gen 5.0/6.0 CDR：  高电平3(s) = s2(s+ω0) × (s+ω1) × s2 + 2sζ2ωn0+ω02s2+sζ1ωn0+ω02 × ss+ωLF, Where ζ1 = 12 & ζ2 = 1 

对于 PCIe 第 5 代，ω0 = 20 × 106 × 2π，ω1 =1.1 × 106 × 2π，ωLF = 160 × 103 × 2π

对于 PCIe 第 6 代，ω0 = 10 × 106 × 2π，ω1 =3.88 × 106 × 2π，ωLF = 87 × 103 × 2π

GUID-20231120-SS0I-9HVK-DZPH-F0DS8QQFFNPT-low.svg图 3-5 PCIe 带宽可视化

图 3-5 是 PCIe 第 6 代系统带宽的可视化表示。表 3-2 提供了第 6 代 PCIe 抖动滤波器特性。有 16 种可能的抖动滤波器组合。PCIe 标准列出了每一版本的完整抖动滤波器特性。各个版本的 ω 和 ζ 的值不同。

表 3-2 PCIe 第 6 代抖动滤波器特性
PLL1 特性 PLL 2 特性 CDR 特性

ωn1 = 0.112Mrad/s

ζ1 = 14

ωn1 = 0.112Mrad/s

ζ1 = 14

 BWCDR = 10MHz，二阶

ωn1 = 0.224Mrad/s

ζ1 = 14

ωn1 = 0.224Mrad/s

ζ1 = 14

 BWCDR = 10MHz，二阶

ωn1 = 1.50Mrad/s

ζ1 = 0.73

ωn1 = 1.50Mrad/s

ζ1 = 0.73

 BWCDR = 10MHz，二阶

ωn1 = 3.00Mrad/s

ζ1 = 0.73

ωn1 = 3.00Mrad/s

ζ1 = 0.73

 BWCDR = 10MHz，二阶