探索DS160PR412：PCIe 4.0 線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器的卓越性能與應(yīng)用

在當(dāng)今高速發(fā)展的電子領(lǐng)域，高性能、低功耗的器件對于提升系統(tǒng)性能至關(guān)重要。DS160PR412作為一款具有集成式1:2多路信號分離器的PCIe 4.0 16Gbps 4通道線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器，憑借其出色的特性和廣泛的應(yīng)用場景，成為眾多工程師的首選。本文將深入介紹DS160PR412的特性、應(yīng)用、詳細(xì)設(shè)計(jì)以及相關(guān)注意事項(xiàng)。

文件下載：ds160pr412.pdf

特性亮點(diǎn)

高性能與兼容性

DS160PR412是一款四通道PCIe 4.0線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器，與協(xié)議無關(guān)，可兼容UPI、DisplayPort、SAS、SATA和XFI等多種接口。它在8GHz時(shí)能提供高達(dá)17dB的均衡，可處理高達(dá)42dB的PCIe 4.0通道，有效提升信號完整性。

低功耗設(shè)計(jì)

采用3.3V單電源軌，每通道有功功率僅120mW，無需散熱器，在工業(yè)溫度范圍（-40°C至85°C）內(nèi)穩(wěn)定工作，大大降低了系統(tǒng)的散熱需求和功耗。

出色的信號處理能力

具有超低差分回波損耗（-13dB輸入和 -15dB輸出），PRBS數(shù)據(jù)附加隨機(jī)抖動(dòng)低至70fs，延遲僅80ps，能有效減少信號干擾和延遲，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和速度。

智能配置與支持

支持自動(dòng)接收器檢測和無縫PCIe鏈路訓(xùn)練，可通過引腳控制或SMBus/I2C進(jìn)行器件配置，還能通過引腳選擇多路復(fù)用器/多路信號分離器，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性。

應(yīng)用場景廣泛

DS160PR412適用于多種電子設(shè)備和系統(tǒng)，包括臺式計(jì)算機(jī)/主板、機(jī)架式服務(wù)器、微服務(wù)器和塔式服務(wù)器、高性能計(jì)算、硬件加速器、網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)、存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）和主機(jī)總線適配器（HBA）卡、網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC）等。其強(qiáng)大的性能和兼容性，能有效滿足不同應(yīng)用場景對信號傳輸和處理的需求。

詳細(xì)設(shè)計(jì)解析

線性均衡與信號處理

DS160PR412的接收器采用連續(xù)時(shí)間線性均衡器（CTLE），可提供高頻增強(qiáng)，打開因互連介質(zhì)引起的碼間串?dāng)_（ISI）而關(guān)閉的輸入眼圖。線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器和無源通道整體接受鏈路訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)出色的傳輸和接收均衡設(shè)置，降低延遲，提高信號質(zhì)量。

功能模式與配置

該器件有兩種配置模式：Pin Mode和SMBus/I2C Slave Mode。Pin Mode通過引腳控制即可完成設(shè)備配置，適用于大多數(shù)系統(tǒng)；SMBus/I2C Slave Mode則提供了更多的靈活性，需要外部SMBus/I2C主設(shè)備進(jìn)行配置。

典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

PCIe x8 Lane Switching

在臺式主板應(yīng)用中，DS160PR412和DS160PR421可用于PCIe車道切換。兩個(gè)DS160PR412將CPU的8個(gè)TX通道解復(fù)用至兩個(gè)PCIe插槽之一，而兩個(gè)DS160PR421則將兩個(gè)PCIe插槽之一的8個(gè)RX通道復(fù)用至CPU。設(shè)計(jì)時(shí)需注意使用85Ω阻抗跡線、長度匹配、放置AC耦合電容、背鉆連接器過孔等，以確保信號完整性。

DisplayPort Application

DS160PR412可作為四通道DisplayPort（DP）紅驅(qū)動(dòng)器解復(fù)用器，用于高達(dá)20Gbps的數(shù)據(jù)速率。在非PCIe應(yīng)用中，需將RX_DET引腳接地。通過控制PD引腳，可利用倒置的DisplayPort HPD信號將設(shè)備置于待機(jī)模式。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

電源供應(yīng)

設(shè)計(jì)電源時(shí)，應(yīng)確保滿足推薦的工作條件，包括DC電壓、AC噪聲和啟動(dòng)斜坡時(shí)間。DS160PR412不需要特殊的電源濾波，僅需標(biāo)準(zhǔn)的電源去耦，如在每個(gè)VCC引腳附近放置0.1μF電容，每個(gè)設(shè)備放置一個(gè)1.0μF大容量電容，每個(gè)電源總線放置一個(gè)10μF大容量電容。

布局設(shè)計(jì)

布局時(shí)，應(yīng)將去耦電容盡可能靠近VCC引腳；高速差分信號TXnP/TXnN和RXnP/RXnN應(yīng)緊密耦合、匹配偏斜并控制阻抗；盡量避免在高速差分信號上使用過孔，若必須使用，應(yīng)盡量減小過孔殘端；可在高速差分信號焊盤下方使用GND relief以改善信號完整性；在設(shè)備下方直接放置GND過孔，以提高熱導(dǎo)率。

總結(jié)

DS160PR412作為一款高性能、低功耗的PCIe 4.0線性轉(zhuǎn)接驅(qū)動(dòng)器，具有出色的信號處理能力、廣泛的兼容性和靈活的配置方式。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們需根據(jù)具體需求，合理設(shè)計(jì)電源和布局，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。你在使用類似器件時(shí)遇到過哪些問題？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。