低功耗28Gbps 8通道线性中继器DS280BR820深度解析

在高速串行链路设计领域，如何有效延长传输距离、提升信号质量是工程师们面临的关键挑战。TI推出的DS280BR820低功耗28Gbps 8通道线性中继器，为解决这些问题提供了出色的解决方案。今天，我们就来深入探讨这款产品的特性、应用及设计要点。

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特性亮点

高性能多协议支持

DS280BR820是一款八通道多速率线性中继器，支持高达28Gbps的多速率、多协议接口。其八通道独立工作，每个通道包含连续时间线性均衡器（CTLE）、可选的FIR滤波器和线性输出驱动器，能有效补偿源发射机与最终接收机之间色散传输通道的影响。

低功耗设计

每通道典型功耗仅93mW，无需散热片，大大降低了系统的功耗和散热成本。在当今追求绿色节能的时代，这样的低功耗特性无疑是一大优势。

线性均衡优势

其线性均衡特性能够无缝支持链路训练、自动协商和前向纠错（FEC）透传。在链路训练过程中，能保留发射信号特性，让主机和链路伙伴ASIC自由协商发射均衡器系数，实现系统级互操作性，且对延迟影响极小。

超短延迟与低抖动

典型延迟仅100ps，且具有低附加随机抖动，确保了信号的高速稳定传输，满足高速通信系统对低延迟的严格要求。

小封装与易布线

采用8mm x 13mm的小型BGA封装，集成RX交流耦合电容，便于走线。独特的引脚布局允许高速信号在封装下方走线，优化了PCB设计的空间和复杂度。

可配置性与兼容性

引脚兼容的重定时器可选，单2.5 - V ±5%电源供电，工作温度范围为 - 40°C至 + 85°C，具有良好的通用性和适应性。通过SMBus端口可灵活配置，还能作为SMBus主设备从EEPROM进行自我配置。

应用场景

背板和中板延伸

DS280BR820强大的均衡能力可将背板通道的插入损耗进行均衡，使背板和中板的传输距离比ASIC的正常能力延长17 - 22dB。在设计时，输入通道插入损耗建议在14GHz处不低于10dB，输出通道插入损耗则需根据下游ASIC或FPGA SerDes能力而定。

前端端口眼图优化

在铜缆和光通信应用的前端端口，该中继器能有效均衡插入损耗，使前端端口通道的传输距离比ASIC正常能力延长17dB，同时支持CAUI - 4和CR4电气要求。对于前端端口应用，输入通道插入损耗同样建议在14GHz处不低于10dB，输出通道在不同应用场景下有不同的损耗要求。

设计要点

电源设计

电源应满足推荐的工作条件，包括直流电压、交流噪声和启动斜坡时间。根据规格书中的最大电流消耗来计算电源的最大供电能力，一般只需标准的电源去耦，如每个电源引脚配一个0.1μF电容，再加上一个1.0μF和一个10μF的大容量电容。

布局设计

• 去耦电容：应尽量靠近VDD引脚放置，若板设计允许，可直接置于器件下方。
• 高速信号：高速差分信号要紧密耦合、匹配走线长度并控制阻抗。尽量避免在高速差分信号上使用过孔，若必须使用，要采取措施减小过孔残桩。
• 接地设计：在高速差分信号焊盘下方使用接地隔离，以改善信号完整性。在器件下方直接放置接地过孔，连接各层的接地平面，既能提高信号完整性，又能增强器件到电路板的热传导性能。

编程配置

DS280BR820可配置为SMBus从设备或临时作为SMBus主设备从外部EEPROM加载配置。在设计时，要根据实际需求确定编程方式，并合理规划SMBus地址方案。若使用EEPROM，需注意其大小、地址和操作频率等参数。

应用案例分析

均衡中等预通道损耗

以FR4通道引入的预通道插入损耗为例，DS280BR820在25.78125Gbps和10.3125Gbps速率下，通过合理设置EQBST1、EQBST2、EQBW和VOD等参数，能有效均衡损耗，实现零掩码违规，保证信号的高质量传输。

均衡高预通道损耗

当输入通道损耗增加到10英寸FR4 + 8英寸SMA电缆时，适当调整参数，如增加EQBST1和EQBST2的值，DS280BR820仍能在不同速率下实现良好的信号均衡，确保系统的稳定运行。

均衡高预通道损耗和中等后通道损耗

在同时存在高预通道和中等后通道插入损耗的情况下，通过线性模式或FIR限制模式的合理选择和参数配置，DS280BR820能有效改善信号的眼图质量，满足系统对信号完整性的要求。

总结

DS280BR820以其低功耗、高性能、多协议支持和灵活的可配置性，成为高速串行链路设计中的理想选择。无论是背板、中板还是前端端口应用，它都能有效延长传输距离、提升信号质量。在实际设计过程中，工程师们需根据具体应用场景，合理进行电源设计、布局规划和编程配置，以充分发挥DS280BR820的优势。大家在使用DS280BR820的过程中，有没有遇到过什么独特的问题或有什么特别的设计经验呢？欢迎在评论区分享交流。