电子工程师必备：SCAN90CP02 1.5 Gbps 2x2 LVDS 交叉点开关深度解析

在高速数据传输领域，一款性能卓越的开关器件对于保障数据的高效、稳定传输至关重要。今天，我们就来深入探讨德州仪器（TI）的 SCAN90CP02 1.5 Gbps 2x2 LVDS 交叉点开关，看看它究竟有哪些独特之处，能在众多同类产品中脱颖而出。

文件下载：scan90cp02.pdf

一、产品概述

SCAN90CP02 是一款专为高速数据传输设计的 1.5 Gbps 2x2 LVDS 交叉点开关。它具有低功耗、低输出抖动的特点，并且支持可配置的预加重功能，能够有效克服有损背板和电缆带来的外部码间干扰（ISI）抖动影响。其非阻塞架构允许实现多种配置，如 1:2 分配器、2:1 复用器、交叉功能和双缓冲器等，为不同的应用场景提供了极大的灵活性。

二、产品特性亮点

高速与低功耗并存

每个通道的传输速率高达 1.5 Gbps，能够满足高速数据传输的需求。在双中继模式下，功耗仅为 70 mA，大大降低了系统的能耗，提高了能源利用效率。

可配置预加重

支持 0/25/50/100% 的预加重配置，通过调整预加重的比例，可以有效补偿长距离或有损传输介质带来的信号衰减，确保信号的质量和稳定性。

多模式配置

非阻塞架构使得该开关可以实现 1:2 时钟或数据分配器、2:1 冗余复用器、交叉功能和双缓冲器等多种配置，满足不同应用场景的需求。

丰富的接口兼容性

差分输入接口兼容 LVDS、Bus LVDS、CML 和 LVPECL 信号，还可以与 ASIC 和 FPGA 配合使用，具有广泛的适用性。

测试兼容性

集成了 IEEE 1149.1（JTAG）和 1149.6 电路，支持单端 LVTTL/CMOS 互连的可测试性，方便进行系统测试和故障排查。

宽温度范围

工作温度范围为 -40°C 至 +85°C，适用于工业环境等各种复杂的工作条件。

多种封装选择

提供 28 引脚 UQFN 封装和 32 引脚 LQFP 封装，满足不同的 PCB 布局和设计要求。

三、引脚说明

差分输入引脚

INO± 和 IN1± 为差分输入引脚，兼容 LVDS、Bus LVDS、CML 或 LVPECL 信号，为不同类型的信号输入提供了便利。

差分输出引脚

OUT0± 和 OUT1± 为差分输出引脚，OUT0+ 可以连接到 IN0+ 或 IN1+ 中的任意一对，OUT1+ 同理，实现了灵活的信号输出配置。

数字控制接口引脚

SELO、SEL1 为选择控制输入引脚，用于选择不同的配置模式；ENO、EN1 为输出使能输入引脚，控制输出的开启和关闭；PEM00、PEM01 和 PEM10、PEM11 分别为通道 0 和通道 1 的输出预加重控制输入引脚，用于配置预加重的比例。

测试相关引脚

TDI、TDO、TMS、TCK 和 TRST 为测试相关引脚，支持 IEEE 1149.1 功能，方便进行系统测试和调试。

电源引脚

VDD 为电源引脚，电压范围为 3.3V ± 0.3V，同时需要至少 4 个低等效串联电阻（ESR）的 0.01 μF 旁路电容连接到地平面，以确保电源的稳定性。

四、配置选择

通过 SELO、SEL1、ENO 和 EN1 引脚的不同组合，可以实现多种配置模式，如 1:2 分配器、双通道中继器、双通道开关等。具体的配置选择真值表如下：	SELO	SEL1	ENO	EN1	OUT0	OUT1	Mode
0	0	0	0	IN0	IN0	1:2 Splitter (IN1 powered down)
0	1	0	0	IN0	IN1	Dual Channel Repeater
1	0	0	0	IN1	IN0	Dual Channel Switch
1	1	0	0	IN1	IN1	1:2 Splitter (IN0 powered down)
0	1	0	1	IN0	PD	Single Channel Repeater (Channel1 powered down)
1	1	0	1	IN1	PD	Single Channel Switch (IN and OUT1 powered down)
0	0	1	0	PD	IN0	Single Channel Switch (IN1 and OUT0 powered down)
0	1	1	0	PD	IN1	Single Channel Repeater (Channel 0 powered down)
X	X	1	1	PD	PD	Both Channels in Power Down Mode
0	0	0	1			Invalid State (2)
1	0	0	1			Invalid State(2)
1	0	1	0			Invalid State (2)
1	1	1	0			Invalid State (2)

需要注意的是，进入无效状态虽然不被禁止，但设备在这些状态下的操作是未定义的。

五、预加重功能

预加重功能用于补偿长距离或有损传输介质带来的信号衰减。SCAN90CP02 为每个输出提供了单独的引脚，以最小化功耗。预加重可以通过 PEM00、PEM01 和 PEM10、PEM11 引脚进行编程，设置为关闭或预设值，具体如下：	Channel 0		Channel 1		Pre-emphasis
PEM01	PEM00	PEM11	PEM10
0	0	0	0	0%
0	1	0	1	25%
1	0	1	0	50%
1	1	1	1	100%

通过合理配置预加重比例，可以有效提高信号的传输质量。

六、电气特性

绝对最大额定值

包括电源电压、CMOS 输入电压、LVDS 接收器输入电压、LVDS 驱动器输出电压等参数的最大额定值，使用时需要严格遵守这些参数，以确保设备的安全和可靠性。

推荐工作条件

推荐的电源电压范围为 3.0V 至 3.6V，接收器输入电压范围为 0V 至 3.6V，工作环境温度范围为 -40°C 至 85°C，结温不超过 150°C。

电气参数

详细列出了 LVTTL 直流规格、LVDS 输入直流规格、LVDS 输出直流规格、电源电流（静态）和开关特性等参数，这些参数对于评估设备的性能和进行电路设计非常重要。

七、输入输出接口

输入接口

SCAN90CP02 接受差分信号，支持简单的交流或直流耦合。由于其具有较宽的共模范围，可以与所有常见的差分驱动器（如 LVPECL、LVDS、CML）进行直流耦合。文档中给出了典型的直流耦合接口示例，方便工程师进行设计。

输出接口

输出信号符合 LVDS 标准，可以直流耦合到大多数常见的差分接收器。在进行接口设计时，建议检查相应接收器的数据手册，以确保接口的兼容性和性能。

八、设计测试特性

IEEE 1149.1 支持

支持完全兼容的 IEEE 1149.1 接口，通过测试访问端口（TAP）可以访问设备上每个 LVTTL I/O 的边界扫描单元，用于互连测试。差分引脚包含在同一边界扫描链中，但使用 IEEE 1149.6 单元。

IEEE 1149.6 支持

对于高速（1+ Gbps）数据路径上的交流耦合差分互连，传统的 IEEE 1149.1 技术无法进行测试。IEEE 1149.6 专门用于测试高速差分网络，包括交流耦合网络。SCAN90CP02 在所有差分输入和输出上都包含了 IEEE 1149.6 功能。

故障插入

故障插入是一种用于辅助诊断软件验证和调试的技术。在系统测试期间，可以通过 IEEE 1149.1 的“固定”指令在任何引脚或引脚组合上创建固定高或固定低的条件，模拟硬件故障，帮助验证监控软件是否能够检测和诊断这些故障。

九、封装信息

SCAN90CP02 提供 UQFN-28 和 LQFP-32 两种封装选项，不同封装的尺寸、功率耗散、热阻等参数有所不同。在选择封装时，需要根据实际的应用场景和 PCB 布局要求进行综合考虑。

十、总结

SCAN90CP02 1.5 Gbps 2x2 LVDS 交叉点开关以其高速、低功耗、可配置预加重、多模式配置和丰富的测试特性等优势，成为高速数据传输领域的理想选择。无论是工业自动化、通信设备还是其他需要高速数据处理的应用场景，SCAN90CP02 都能够提供稳定、可靠的信号传输解决方案。作为电子工程师，在进行电路设计时，充分了解和利用这款产品的特性，将有助于提高设计的质量和性能。

你在实际应用中是否使用过类似的开关器件？在使用过程中遇到过哪些问题？欢迎在评论区分享你的经验和见解。