Microchip EQCO125X40芯片技术解析：CoaXPress 2.0高速链路的核心引擎

Microchip Technology EQCO125X40系列CoaXPress器件是首款采用CoaXPress 2.0 (CXP 2.0) 标准的器件，从基于规范的向后兼容设计开始，在所有速度水平上均集成了时钟数据恢复 (CDR) 功能，并设有摄像头侧时钟以满足现实环境的需求。该器件使得摄像头和采集卡的传输速度比替代解决方案快四至八倍，从而显著提高机器视觉处理吞吐量。此外，这些器件可实现电缆/链路距离的四倍，功耗更低，延迟几乎为零。

数据手册：*附件：Microchip Technology EQCO125X40 12.5Gbps CoaXPress 2.0器件数据手册.pdf

该产品系列还通过在所有频率（从CXP-1到CXP-12）上无缝锁定来提高设计公差和灵活性，并且通过在单个电缆上支持12.5Gbps带宽消除了对多个通道的需求。更宽的布线选项可确保系统安装到需要之处，集成CDR可提高从摄像头发送到采集卡的信号的抖动性能。

借助摄像头上的低频时钟恢复功能，无需在FPGA中对单独时钟进行编程。集成链路信号完整性测试使系统能够在运行之前和运行期间实时检查电缆链路完整性。

对于采集卡制造商而言，Microchip的新产品可以让客户更轻松、花费更少就能开发出在生产线上需要部署的更强大产品。这些产品支持进行预设置和实时电缆链路质量测试，为用户提供更强大、更全面的解决方案来应对其挑战。它们还可通过多个电缆扩展至高达50Gbps。

Microchip CXP器件使制造商能够从摄像头和图像采集卡上的两个端口就可获得之前四个相同端口的吞吐量。该器件可用于在摄像头侧检索实时低频时钟，从而提供更精确的信号时序。制造商还可以将其用作电缆中继器，进一步扩展了摄像头连接的距离。这些器件具有低功耗，因此非常适合用于将更小巧、性能更佳的图像采集解决方案推向市场，从而提高客户价值，但设计却更简单、成本更低。

除了提供MIcrochip认为有助于加快在工业检测应用中采用更高性能、更低成本机器视觉解决方案的关键功能外，该公司预计其CoaXPress 2.0系列还将对交通监控、安防监控、医疗检查系统和嵌入式视觉解决方案等应用同样产生变革性效应。

特性

• 采用CXP 2.0标准，从基于规范的向后兼容设计开始
• 在所有速度电平上集成CDR和摄像头侧时钟，满足现实环境的需求
• 通过以任何速度（从CXP-1到CXP-12）无缝锁定所有频率，提高设计公差和灵活性
• 在单个电缆上支持12.5Gbps带宽，因此无需多个通道
• 借助摄像头上的低频时钟恢复功能，无需在FPGA中对单独时钟进行编程。
• 集成链接信号完整性测试
  • 使系统能够在运行之前和运行期间对电缆链路完整性进行实时检查

方框图

‌Microchip EQCO125X40芯片技术解析：CoaXPress 2.0高速链路的核心引擎‌

---

‌一、芯片架构与核心特性‌

1. 非对称全双工通信架构

EQCO125X40家族采用创新性的非对称设计，在单根同轴电缆上同时实现：

• ‌下行链路‌：支持1.25Gbps至12.5Gbps的8b/10b编码数据传输（覆盖CoaXPress CXP-1至CXP-12标准）
• ‌上行链路‌：提供20.833/41.666 Mbps低速控制通道
• ‌电源传输‌：支持PoC（Power over Coax）技术，允许通过同一电缆供电

这种三合一集成显著简化了机器视觉等应用场景的布线复杂度，典型应用如图1-1所示的高清相机与帧抓取器连接方案。

2. 信号完整性保障技术

• ‌自适应均衡器‌：补偿40m Belden 1694A电缆在12.5Gbps下的高频损耗
• ‌无参考时钟CDR‌：消除传输中的抖动积累（典型值<0.15UI）
• ‌集成驱动电路‌：下行链路600mV驱动幅度，上行链路130mV优化设计降低串扰

---

‌二、关键性能参数解析‌

电缆传输能力矩阵（基于不同型号电缆）

比特率(Gbps)	Belden 1694A(m)	Belden 4731R(m)
1.25	130	210
12.5	40	65

注：测试条件为8b/10b编码，BER<1e-12

电源特性

• 单电源供电：1.25V ±5%
• 典型功耗：主动模式下<350mW
• 工业级温度范围：-40°C至+85°C

---

‌三、典型应用场景‌

1. ‌机器视觉系统‌
   通过单电缆实现4K@60fps视频传输+相机控制+供电，适用于智能交通检测等场景。EQCO125T40专为相机端优化，成本降低15%。
2. ‌FPGA互连中继‌
   在长距离PCB走线或背板连接中，可作为信号再生节点，解决阻抗失配导致的信号劣化问题。
3. ‌医疗影像设备‌
   满足医疗影像设备对EMI敏感性的要求，STP（屏蔽双绞线）模式传输距离可达标准同轴的80%。

---

‌四、设计注意事项‌

1. ‌外围元件选型‌
   必须严格遵循参考设计的电感参数（如L1=10μH），否则可能影响PoC电路的高通特性。
2. ‌PCB布局建议‌
   • 采用4层板设计，保证完整地平面
   • QFN封装（4x4mm）的散热焊盘需连接至内部地层
   • 差分对走线长度偏差控制在±5mil以内
3. ‌系统兼容性‌
   与CoaXPress 1.0/1.1设备保持反向兼容，但需通过外接速率适配器实现协议转换。