探索DS280MB810：高性能低功耗8通道線性中繼器的卓越之選

在高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)念I(lǐng)域中，信號(hào)的穩(wěn)定傳輸和有效擴(kuò)展一直是工程師們關(guān)注的焦點(diǎn)。德州儀器（TI）推出的DS280MB810低功耗28Gbps 8通道線性中繼器，憑借其出色的性能和豐富的特性，為背板、前端口和芯片間應(yīng)用帶來了理想的解決方案。今天，我們就來深入了解一下這款產(chǎn)品。

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一、DS280MB810的核心特性

1. 多協(xié)議支持與高性能均衡

DS280MB810是一款支持高達(dá)28Gbaud NRZ接口的八通道多協(xié)議線性均衡器。在實(shí)際應(yīng)用中，它能夠有效補(bǔ)償傳輸通道中的損耗，擴(kuò)展信號(hào)的傳輸距離。例如，在背板和中板信號(hào)分配應(yīng)用中，它可以將信道范圍在14GHz頻率時(shí)擴(kuò)展17dB+，大大超出了常規(guī)ASIC - to - ASIC的功能。這種強(qiáng)大的均衡能力確保了高速串行鏈路的穩(wěn)健性，為數(shù)據(jù)的可靠傳輸提供了保障。

2. 集成交叉點(diǎn)與靈活應(yīng)用

該器件具有集成的2x2交叉點(diǎn)，可通過引腳或寄存器進(jìn)行控制，適用于多路復(fù)用器、扇出和信號(hào)交叉等多種應(yīng)用場景。在需要實(shí)現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移冗余的系統(tǒng)中，交叉點(diǎn)的存在使得信號(hào)可以靈活切換，提高了系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，它還有助于簡化PCB布線，優(yōu)化電路板的設(shè)計(jì)。

3. 低功耗與小封裝優(yōu)勢

DS280MB810的功耗極低，典型值為93mW/通道，無需額外的散熱器。這不僅降低了系統(tǒng)的功耗成本，還減少了散熱設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。采用8mm x 13mm的BGA小封裝，集成了RX交流耦合電容，適合簡易直通布線，并且獨(dú)特的引腳設(shè)計(jì)允許在封裝下方布置高速信號(hào)布線，為高密度背板應(yīng)用提供了便利。

4. 其他特性亮點(diǎn)

它無縫支持鏈路協(xié)商、自動(dòng)協(xié)商和前向糾錯(cuò)（FEC）直通功能的直線均衡。超低延遲（典型值為100ps）和低附加隨機(jī)抖動(dòng)的特性，確保了信號(hào)的快速準(zhǔn)確傳輸。工作溫度范圍為–40°C至+85°C，能夠適應(yīng)各種惡劣的工作環(huán)境。

二、DS280MB810的應(yīng)用領(lǐng)域

1. 背板和中板信號(hào)分配與均衡

在背板和中板應(yīng)用中，DS280MB810的強(qiáng)大均衡能力可以有效解決信號(hào)傳輸過程中的損耗問題，擴(kuò)展信號(hào)的傳輸距離。通過合理配置其交叉點(diǎn)功能，可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的靈活分配和故障轉(zhuǎn)移冗余，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

2. 前端口眼開口和信號(hào)分配

對(duì)于前端口應(yīng)用，如端口之間的轉(zhuǎn)換，DS280MB810能夠提供良好的眼開口和信號(hào)分配功能。它可以支持CAUI - 4和CR4等電氣要求，滿足不同類型端口的信號(hào)傳輸需求。同時(shí)，其集成的AC耦合電容使得它在前端接口應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢。

三、DS280MB810的詳細(xì)解析

1. 數(shù)據(jù)路徑與關(guān)鍵電路

DS280MB810的數(shù)據(jù)路徑包含多個(gè)關(guān)鍵電路。AC - 耦合接收器輸入集成了100Ω差分終端和220nF ±20%的串聯(lián)AC耦合電容，確保了輸入信號(hào)的穩(wěn)定性和兼容性。信號(hào)檢測電路可以實(shí)時(shí)監(jiān)測輸入信號(hào)的能量水平，根據(jù)信號(hào)的有無自動(dòng)開啟或關(guān)閉高速數(shù)據(jù)路徑，有效降低了功耗。

2. 2 - 級(jí)CTLE與增益控制

連續(xù)時(shí)間線性均衡器（CTLE）由兩級(jí)組成，可通過SMBus通道寄存器進(jìn)行配置。每級(jí)都有3 - 位的增益控制，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信號(hào)的精細(xì)調(diào)整。第一級(jí)提供粗略的增益調(diào)整，第二級(jí)則進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，同時(shí)還可以通過2 - 位帶寬控制調(diào)整CTLE的帶寬。此外，CTLE還可以提供寬帶幅度增益，與驅(qū)動(dòng)DC增益控制配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入到輸出寬帶幅度增益的有效控制。

3. 2x2交叉點(diǎn)開關(guān)與配置

在每對(duì)相鄰?fù)ǖ乐g都有一個(gè)完整的2x2交叉點(diǎn)開關(guān)，可通過引腳模式或SMBus寄存器進(jìn)行配置。它支持直通模式、多路復(fù)用、扇出和交叉等多種應(yīng)用方式，為信號(hào)的靈活分配和處理提供了可能。例如，在需要實(shí)現(xiàn)信號(hào)切換或備份的系統(tǒng)中，交叉點(diǎn)開關(guān)可以快速響應(yīng)，確保信號(hào)的正常傳輸。

4. 可配置的SMBus地址

DS280MB810的SMBus從地址可以在電源啟動(dòng)時(shí)通過ADDR[1:0]引腳進(jìn)行設(shè)置。這些引腳為四電平LVCMOS I/O，可提供16種獨(dú)特的SMBus地址，方便在多個(gè)設(shè)備同時(shí)連接到SMBus時(shí)進(jìn)行地址區(qū)分和管理。

四、設(shè)計(jì)與應(yīng)用要點(diǎn)

1. 電源設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)電源時(shí)，要確保電源能夠提供推薦的工作條件，包括DC電壓、AC噪聲和啟動(dòng)斜坡時(shí)間等。根據(jù)文檔中提供的DS280MB810的最大電流消耗數(shù)據(jù)，合理選擇電源的容量。同時(shí)，只需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的電源去耦，如每個(gè)電源引腳使用0.1μF的電容，以及單個(gè)1.0μF和10μF的大容量電容，無需特殊的電源濾波。

2. PCB布局

在進(jìn)行PCB布局時(shí)，要遵循一些重要的準(zhǔn)則。去耦電容應(yīng)盡量靠近VDD引腳放置，以減少電源噪聲對(duì)芯片的影響。高速差分信號(hào)需要緊密耦合、匹配時(shí)鐘偏差并控制阻抗，避免在信號(hào)線上使用過孔，若必須使用則要盡量減少過孔的長度。在高速差分信號(hào)焊盤下方使用GND隔離可以改善信號(hào)的完整性。同時(shí)，要在芯片下方直接布置GND過孔，連接到其他層的GND平面，以提高芯片的散熱性能。

3. 應(yīng)用設(shè)計(jì)示例

在背板和中板應(yīng)用中，要根據(jù)實(shí)際需求確定所需的DS280MB810設(shè)備數(shù)量，并合理分組以簡化設(shè)備設(shè)置。確定合適的SMBus地址方案，若設(shè)備數(shù)量超過可分配的唯一地址數(shù)量，可使用I2C擴(kuò)展器進(jìn)行地址擴(kuò)展。要考慮是否使用EEPROM進(jìn)行設(shè)備配置，若使用則要確保EEPROM的相關(guān)參數(shù)符合要求。在一些可能需要升級(jí)到引腳兼容的TI Retimer設(shè)備的應(yīng)用中，要預(yù)留好相關(guān)的時(shí)鐘和中斷引腳。

DS280MB810以其卓越的性能、豐富的特性和靈活的應(yīng)用方式，為高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)提供了一個(gè)可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師們需要充分了解其特性和應(yīng)用要點(diǎn)，結(jié)合具體的應(yīng)用場景，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以實(shí)現(xiàn)最佳的系統(tǒng)性能。你在使用類似產(chǎn)品的過程中遇到過哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。