9FGL699：PCIe Gen2 6輸出低功耗差分合成器深度解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，PCIe Gen2接口應(yīng)用廣泛，而一款合適的差分合成器對(duì)于其穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。今天，我們就來(lái)深入探討IDT的9FGL699 6輸出低功耗差分合成器，看看它有哪些獨(dú)特之處和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

文件下載：9FGL699AKLF.pdf

一、產(chǎn)品概述

9FGL699是專(zhuān)為PCIe Gen2設(shè)計(jì)的6輸出低功耗差分合成器，由Renesas Electronics Corporation在2019年推出。它具備低功耗特性，能有效降低系統(tǒng)能耗，同時(shí)提供6路差分輸出，可滿(mǎn)足PCIe Gen2接口的多時(shí)鐘需求。

二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與引腳功能

（一）整體結(jié)構(gòu)

從文檔中的圖示可以看出，該合成器包含STOP LOGIC、CONTROL LOGIC、PROGRAMMABLE SPREAD PLL、OSC等部分。其中，OSC提供25MHz和100MHz的時(shí)鐘信號(hào)，為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的時(shí)鐘源。

（二）引腳功能

9FGL699共有32個(gè)引腳，各引腳功能明確。例如：

• 電源引腳：VDD為電源引腳，標(biāo)稱(chēng)電壓3.3V，為芯片提供穩(wěn)定的電源；GND為接地引腳，保證電路的穩(wěn)定運(yùn)行。
• 時(shí)鐘輸入引腳：XIN/CLKIN_25為晶體輸入或參考時(shí)鐘輸入，標(biāo)稱(chēng)頻率25MHz；X2_25為晶體輸出，標(biāo)稱(chēng)頻率25.00MHz。
• 差分輸出引腳：DIF_0 - DIF_5及其互補(bǔ)輸出DIF_0# - DIF_5#，提供0.7V的差分時(shí)鐘輸出，滿(mǎn)足PCIe Gen2接口對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的要求。
• SMBus相關(guān)引腳：SMBDAT和SMBCLK為SMBus電路的數(shù)據(jù)和時(shí)鐘引腳，5V tolerant，方便與其他設(shè)備進(jìn)行通信。

三、讀寫(xiě)操作

（一）寫(xiě)操作

控制器（主機(jī)）發(fā)送字節(jié)計(jì)數(shù)X，然后開(kāi)始發(fā)送從字節(jié)N到字節(jié)N + X - 1的數(shù)據(jù)。具體流程為：控制器發(fā)送起始位、從機(jī)地址、寫(xiě)命令、起始字節(jié)N、數(shù)據(jù)字節(jié)計(jì)數(shù)X，接著依次發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)，最后發(fā)送停止位。從機(jī)（IDT）在接收到每個(gè)有效數(shù)據(jù)后進(jìn)行ACK確認(rèn)。

（二）讀操作

控制器先發(fā)送寫(xiě)命令指定起始字節(jié)N，然后發(fā)送重復(fù)起始位、從機(jī)地址和讀命令。從機(jī)（IDT）根據(jù)之前寫(xiě)入的字節(jié)數(shù)X，發(fā)送從字節(jié)0到字節(jié)X的數(shù)據(jù)。最后，控制器發(fā)送停止位結(jié)束讀操作。

四、SMBus寄存器配置

文檔中列出了多個(gè)SMBus寄存器，每個(gè)寄存器都有特定的控制功能：

（一）設(shè)備控制寄存器

用于控制設(shè)備的基本功能，默認(rèn)值為0。

（二）輸出使能寄存器

可分別控制DIF_0 - DIF_5的輸出使能，通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的位為0或1來(lái)實(shí)現(xiàn)禁用或啟用輸出。

（三）輸出幅度調(diào)整寄存器

可對(duì)不同輸出的幅度進(jìn)行調(diào)整，提供了700mV、800mV、900mV和1000mV四種可選幅度。

（四）廠商與修訂ID寄存器

用于存儲(chǔ)廠商和修訂ID信息，方便用戶(hù)識(shí)別產(chǎn)品的版本和來(lái)源。

五、電氣特性

（一）絕對(duì)最大額定值

該合成器有明確的絕對(duì)最大額定值，如邏輯電源電壓VDD最大為4.6V，輸入低電壓VL最小為GND - 0.5V，輸入高電壓VH（除SMBus接口）最大為VDD + 0.5V等。超過(guò)這些額定值可能會(huì)對(duì)芯片造成永久性損壞，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格遵守。

（二）電氣參數(shù)

在TA = TCOM（商業(yè)溫度范圍0 - 70°C），電源電壓VDD = 3.3V +/- 5%的條件下，各項(xiàng)電氣參數(shù)表現(xiàn)良好：

• 輸入?yún)?shù)：輸入頻率Fin為25.000MHz，引腳電感Lph為7nH，晶體輸入電容CINXTAL為1.5 - 6pF等。
• 輸出參數(shù)：輸出引腳電容為6pF，SS調(diào)制頻率fMODIN為30 - 33kHz，控制輸入的上升時(shí)間和下降時(shí)間均為5ns等。
• 電流消耗：工作電源電流IDD3.3為40mA。
• 輸出特性：輸出占空比在45% - 55%之間，輸出到輸出的 skew為100ps，周期到周期的抖動(dòng)為85ps，PCI Express的相位抖動(dòng)在不同頻段有相應(yīng)的指標(biāo)。

六、封裝與訂購(gòu)信息

（一）封裝尺寸

9FGL699采用32 - pin MLF封裝，文檔中給出了詳細(xì)的封裝尺寸信息，如A尺寸最小為0.8mm，D2尺寸在3.00 - 3.30mm之間等，方便工程師進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)。

（二）訂購(gòu)信息

提供了兩種訂購(gòu)型號(hào)9FGL699AKLFT和9FGL699AKLF，均為32 - pin MLF封裝，工作溫度范圍為0 - +70°C?！癆”為設(shè)備修訂指示符，“LF”后綴表示無(wú)鉛配置，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

七、總結(jié)

9FGL699作為一款專(zhuān)為PCIe Gen2設(shè)計(jì)的6輸出低功耗差分合成器，具有豐富的功能和良好的電氣特性。在設(shè)計(jì)PCIe Gen2相關(guān)系統(tǒng)時(shí)，工程師可以根據(jù)其引腳功能、讀寫(xiě)操作、寄存器配置等特點(diǎn)進(jìn)行合理應(yīng)用。同時(shí)，要注意其絕對(duì)最大額定值和電氣參數(shù)，確保芯片在安全可靠的條件下工作。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過(guò)類(lèi)似合成器的使用問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。