‌PCIe 5.0高速信号中继技术解析——基于SN75LVPE5421线性转接驱动器-电子发烧友网

Texas Instruments SN75LVPE5421四通道线性转接驱动器是一款低功耗、高性能线性转接驱动器，设计用于支持PCIe 5.0和其他速度高达32Gbps的接口。该器件配有集成式解复用器 (demux)。SN75LVPE5421接收器采用连续时间线性均衡器 (CTLE) 提供高频升压。该均衡器可以打开输入眼，它由于PCB迹线和电缆等互连介质引起的符号间干扰 (ISI) 而完全闭合。在PCIe链路培训期间，线性转接驱动器和根复变 (RC) 和端点 (EP) 之间的无源通道经过培训，可实现出色的发射和接收均衡设置，从而实现出色的电气链路。该器件具有低通道间串扰、低附加抖动和出色的回波损耗，因此几乎成为链路中的无源元件。该器件设有内部线性稳压器，可为高速数据路径提供纯净的电源，从而对电路板上的任何电源噪声具有较高的抑制能力。

数据手册：*附件：Texas Instruments SN75LVPE5421四通道线性转接驱动器数据手册.pdf

Texas Instruments SN75LVPE5412在生产过程中进行高速测试，实现可靠的大批量制造。该器件还具有低交流和直流增益变化，在大容量平台部署中提供一致的均衡性。

特性

四通道PCIe 5.0线性转接驱动器或中继器，集成2:1多路复用器
与协议无关的线性转接驱动器，兼容PCIe、UPI、CCIX、NVLink、DisplayPort、SAS、SATA和XFI
3.3V单电源 – 可以使用PCIe电源轨
低有源功率：720mW（4通道运行）
无需散热片
提供高达24dB均衡（16GHz时）
出色的RX/TX差分RL：-10dB（8GHz至16GHz）
低附加RJ：55fs RMS，带PRBS数据
低延迟：90ps
自动接收器检测和无缝支持PCIe链路培训
通过引脚控制或SMBus/I^2^C进行器件配置
通过引脚选择多路复用器
内部稳压器可抑制电源噪声
高速生产测试，实现可靠制造
支持x4、x8和x16总线宽度，具有一个或多个器件

功能框图

PCIe 5.0高速信号中继技术解析——基于SN75LVPE5421线性转接驱动器‌

随着PCIe 5.0协议的普及，32Gbps高速信号在传输过程中面临严重的信道损耗问题。Texas Instruments推出的SN75LVPE5421四通道线性转接驱动器，以其创新的架构和性能成为解决这一挑战的关键器件。本文将结合数据手册深度解析其技术特性与应用方案。

一、核心特性与技术突破

‌协议兼容性与高性能‌
- 支持PCIe 5.0/4.0/3.0全协议栈，兼容UPI、CCIX等32Gbps高速接口
- 单通道24dB@16GHz均衡能力，可修复完全闭合的信号眼图
- 仅90ps超低延迟，55fs RMS附加随机抖动，满足PCIe 5.0苛刻时序要求
‌创新架构设计‌
- 集成2:1多路复用器，支持x4/x8/x16总线宽度扩展
- 双级连续时间线性均衡器(CTLE)，支持19级可编程EQ配置
- 内置线性稳压器，电源噪声抑制比达33dB@2.5MHz
‌能效优势‌
- 四通道总功耗仅720mW（3.3V供电）
- 无散热片设计，工作温度范围-40°C至85°C

二、关键电路设计解析

‌接收端技术‌
- CTLE均衡器采用可配置双级结构：
  - 第一级：0-15dB可调基础均衡
  - 第二级：0-7dB精细调整
- 支持动态EQ配置文件切换，适配PCB/电缆等不同介质
‌发送端优化‌
- 差分回波损耗<-10dB@16GHz
- 100Ω差分阻抗，支持800mVpp发射幅度
- 集成RX检测状态机，符合PCIe链路训练规范
‌配置灵活性‌
- 双控制模式：
  - ‌引脚模式‌：通过5级电平引脚快速配置
  - ‌SMBus/I2C模式‌：支持400kHz总线速率，每通道独立参数配置