9DBL02x2/9DBL04x2/9DBL06x1/9DBL08x1C：PCIe零延遲/扇出緩沖器的卓越之選

在PCIe設(shè)計(jì)領(lǐng)域，時(shí)鐘緩沖器的性能直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸效率。今天，我們就來深入探討Renesas推出的9DBL02x2/9DBL04x2/9DBL06x1/9DBL08x1C系列2至8輸出3.3V PCIe零延遲/扇出緩沖器，看看它究竟有哪些獨(dú)特之處。

文件下載：Renesas Electronics 9DBL0x扇出緩沖器.pdf

產(chǎn)品概述

9DBL02x2/9DBL04x2/9DBL06x1/9DBL08x1C是Renesas全功能PCIe系列中的低功耗、高性能成員。它支持PCIe Gen1至Gen5，適用于多種PCIe時(shí)鐘架構(gòu)，包括常見的Common Clocked（CC）和Independent Reference（IR）（帶或不帶擴(kuò)頻功能，即SRIS和SRNS）。

典型應(yīng)用場景

• PCIe Riser Cards：為PCIe擴(kuò)展卡提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，確保數(shù)據(jù)的高速、準(zhǔn)確傳輸。
• nVME Storage：滿足高速存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的嚴(yán)格要求，提升存儲(chǔ)性能。
• Networking：在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中保證時(shí)鐘同步，減少數(shù)據(jù)傳輸延遲。
• Accelerators：為加速器提供精確的時(shí)鐘，提高計(jì)算效率。
• Industrial Control/Embedded：適應(yīng)工業(yè)控制和嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜環(huán)境，確保系統(tǒng)的可靠性。

關(guān)鍵規(guī)格亮點(diǎn)

• 低抖動(dòng)性能：在扇出模式下，PCIe Gen5 CC附加抖動(dòng)小于60fs RMS；在高帶寬零延遲緩沖器（ZDB）模式下，PCIe Gen5 CC抖動(dòng)小于150fs RMS。如此低的抖動(dòng)，為高速數(shù)據(jù)傳輸提供了堅(jiān)實(shí)的保障。
• 低功耗設(shè)計(jì)：2至8個(gè)低功耗HCSL（LP - HCSL）輸出，每個(gè)輸出對(duì)可省去4個(gè)電阻，有效降低功耗。
• 集成終端電阻：9DBLxx4x設(shè)備提供集成的100Ω終端電阻，9DBLxx5x設(shè)備提供集成的85Ω終端電阻，簡化了設(shè)計(jì)，減少了外部元件數(shù)量。
• 擴(kuò)頻兼容性：支持?jǐn)U頻功能，可有效降低電磁干擾（EMI）。
• 靈活的控制接口：每個(gè)輸出都有專用的OE#引腳，方便進(jìn)行輸出控制；具備3個(gè)可選的SMBus地址，可通過SMBus接口進(jìn)行廣泛的功能配置，以滿足不同客戶的需求。
• 寬工作溫度范圍：可在 - 40°C至 + 85°C的溫度范圍內(nèi)正常工作，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。
• 節(jié)省空間的封裝：提供多種不同尺寸的VFQFPN封裝，如4×4 mm 24 - VFQFPN（9DBL02x2C）、5×5 mm 32 - VFQFPN（9DBL04x2C）等，滿足不同設(shè)計(jì)的空間要求。

詳細(xì)技術(shù)分析

引腳信息

該系列產(chǎn)品的不同型號(hào)在引腳分配上有所差異，但都有明確的功能定義。例如，^CKPWRGD_PD#引腳用于通知設(shè)備采樣鎖存輸入并啟動(dòng)，低電平進(jìn)入掉電模式，后續(xù)高電平退出掉電模式；CLK_IN和CLK_IN#是差分輸入時(shí)鐘的正、負(fù)輸入引腳等。通過合理的引腳布局和功能設(shè)計(jì)，確保了信號(hào)的準(zhǔn)確輸入和輸出。

規(guī)格參數(shù)

絕對(duì)最大額定值

在使用過程中，需要注意一些絕對(duì)最大額定值，如電源電壓VDDx范圍為 - 0.5V至3.9V，輸入電壓VIN范圍為 - 0.5V至VDD + 0.5V等。超出這些額定值可能會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞，影響其可靠性和使用壽命。

熱特性

不同型號(hào)的產(chǎn)品在熱特性上有所不同，例如9DBL08xxC的熱阻在不同條件下有相應(yīng)的典型值。了解熱特性有助于在設(shè)計(jì)散熱方案時(shí)做出合理的決策，確保設(shè)備在正常溫度范圍內(nèi)工作。

電氣規(guī)格

在電氣性能方面，該系列產(chǎn)品表現(xiàn)出色。例如，在不同的PCIe Gen標(biāo)準(zhǔn)下，其附加相位抖動(dòng)都嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)。以PCIe Gen5為例，在CC架構(gòu)下，典型的附加相位抖動(dòng)僅為0.014ps RMS，遠(yuǎn)低于行業(yè)限制。此外，輸入和輸出的各項(xiàng)參數(shù)也都滿足設(shè)計(jì)要求，如輸入的交叉電壓、擺幅、壓擺率等，輸出的占空比、偏斜和PLL特性等。

測(cè)試負(fù)載

為了準(zhǔn)確測(cè)量產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)，需要使用特定的測(cè)試負(fù)載。文檔中給出了用于AC/DC測(cè)量和ZDB模式PCIe抖動(dòng)測(cè)量的測(cè)試負(fù)載圖，以及相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置。通過這些測(cè)試負(fù)載和測(cè)量方法，可以確保產(chǎn)品的性能符合規(guī)格要求。

替代終端

LP - HCSL輸出可以輕松驅(qū)動(dòng)其他邏輯家族。對(duì)于不同型號(hào)的設(shè)備，在替代HCSL終端方面有不同的配置，如9DBLxx4xC在不同差分阻抗下的終端電阻配置等。這些替代終端方案為設(shè)計(jì)提供了更多的靈活性。

通用SMBus串行接口信息

SMBus串行接口為設(shè)備的配置和控制提供了便利。通過該接口，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作。在寫入操作時(shí)，控制器需要依次發(fā)送起始位、寫地址、起始字節(jié)位置、字節(jié)計(jì)數(shù)等信息，并等待設(shè)備的確認(rèn)；在讀取操作時(shí)，過程類似，但需要額外發(fā)送讀取地址等信息。此外，文檔還給出了SMBus地址選擇、各字節(jié)的功能定義等詳細(xì)信息，方便工程師進(jìn)行編程和配置。

應(yīng)用建議

在實(shí)際應(yīng)用中，為了充分發(fā)揮該系列產(chǎn)品的性能，需要注意以下幾點(diǎn)：

• 電源設(shè)計(jì)：確保電源的穩(wěn)定性和濾波效果，特別是對(duì)于模擬電源和數(shù)字電源，要分別進(jìn)行合理的濾波處理，以減少電源噪聲對(duì)設(shè)備性能的影響。
• 布局布線：合理的布局布線可以減少信號(hào)干擾和延遲。例如，輸入和輸出信號(hào)應(yīng)盡量分開布線，避免相互干擾；差分信號(hào)對(duì)要保持等長布線，以確保信號(hào)的對(duì)稱性。
• 散熱設(shè)計(jì)：根據(jù)產(chǎn)品的熱特性，設(shè)計(jì)合適的散熱方案。可以采用散熱片、風(fēng)扇等散熱措施，確保設(shè)備在工作過程中不會(huì)因?yàn)檫^熱而影響性能。
• SMBus配置：根據(jù)實(shí)際需求，合理配置SMBus接口的各項(xiàng)參數(shù)，如輸出使能、PLL模式、輸出幅度等，以滿足不同應(yīng)用場景的要求。

總結(jié)

9DBL02x2/9DBL04x2/9DBL06x1/9DBL08x1C系列PCIe零延遲/扇出緩沖器以其低功耗、高性能、靈活的配置和豐富的功能，為PCIe設(shè)計(jì)提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。無論是在高速數(shù)據(jù)傳輸、時(shí)鐘同步還是系統(tǒng)穩(wěn)定性方面，都具有出色的表現(xiàn)。希望通過本文的介紹，能幫助各位工程師更好地了解和應(yīng)用這款產(chǎn)品，在實(shí)際設(shè)計(jì)中取得更好的效果。大家在使用過程中遇到任何問題，歡迎在評(píng)論區(qū)交流討論。