LVDS标准及介绍-.docx

《LVDS标准及介绍-.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LVDS标准及介绍-.docx（11页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、1.VDS1.01.VDS简介1.VDS,1.owvoluigcDiffennnialSignaIing）是-种低找幅的差分信号技术,它使得信号值在差分KB线对或平衡电揽上以几百Mbps的速率传输,其低质幅和低电流驱动输出实现/低嗓声和低功耗.1.11.VDS侑号传ia成1.VDS信号传辎-殷由三部分组成.如图1所示：差分信号发送涕.差分信号互联静,差分信号接收器.TT1.1.VDSTT1.图1简洁的华工1.VDS接II连接图差分信号发送器：将作平衡传输的IT1.信号转换成平衡传输的1.VDS信号通常由个IC来完成。差分信号接收零：将平衡传怆的1.VDS信号转换成非平衡传输的TT1.信号.遹常

2、由一个IC来完成.差分信号互岷器；包拈联接战（电缆或PCB走疑），终端匹配电阻,1.21.VDS的工作原理图21.VDS接口电路图如图2所示,1.VDS第动器由一个驱动差分线对的电濯液组成（通常电流为35mA）.1.VDS接收涔具有双岛输入班抗、因此第动器输出的电流大部分都流过100a的匹配电阻,并在接收器的输入端产生生大约35OmV的电压.驱动器的输入为两个相反的电平信号，四个nMOS爸的尺寸工艺是完全相同的，当输入为“IHf,标号IN+的一对管子导通，另一对管子截止，电流方向如图2.并产生大约35OmV的压降：反之,输入为“0训.电流反向.产生大约35OmV的压降.这样依据流经电阻的电流方

3、向，就把要传输的数字伯号CMOS信号）传换成了电流伯号（1.VDS信号）。接受端可以通过推断电流的方向就得到彳i效的龙卷“1”和逻辑O状态，从而实现数字信号的传输过程.由于MoS管的开关速度很高,并且1.VDS的电压爱幅低（35OmV）,因此可以实现高速传输.其电平特性如下图所示VOH=I.425VV0=125VDriverOutputReceiverInputV(X=I.075V13 1.VDS的国际标准1.VDS是目前离速数字信号传输的国际通用接口标准，国际上彳i两个工业标准定义了1.VDS：ANSVTlA/EIA（AmericanNationalStandardsInstitute.Te

4、lecommunicationsIndustryASSOCiatiOnElectronicIndustriesAsSOeiatiOn）和IEEE（InstituteforElectricalandElectronicsEngineering）.ANSKnAJEIA644（I995年11月通过）标准定义了1.VDS的电气规范，包括驱动器输出相接收器输入的电气规范，但它并不包括功能性的规范、传输协议或传输介质特性.这些与详细应用有关.ANSI/TIA/EIA-644(1.VDS)StandardNote：Actualdatasheetspecificationsmaybesignificantly

5、better.PaomoterDescriptionMinMaxUnitsVOoDifferentialQjtputVoltage2474S4mVVoSOffsetVoltage1.12S1.375VAVoOIChangeinV00soImVlAVOSChangeinVOSl50ImVlIscIShOnCircuitCurren(24ImAlMfOutputRKeTaIITimes(200Mbps)0261.5nsOutputRiseallTimes(2O0Mbps)30%oftutIlNIInputCurrent20AVth(ThresholdVoltage100ImVlVinInputVo

6、ltageRange02.4Vttuisunitinterval(i.bitwidth).ANS1.TlA）ElA644标准定义j无失直通道上的理论最大传辎率为1.923Gbps,但其也议的最大速率为655Mbps：而IEEEPI596.3标准支持的最大传输率为250Mbps.在两个标准中都指定了与物理通道无关的特性,这意味着，只要介质在指定的噪声容限内将信号发送到接收器，1.VDS接口都可以正常工作。这样保证了1.VDS能够成为多用途的接口标准，IEEEPI596.3（I996年3月）是SCKScaIabIcCoherentIntCfaCe）的f集.该标准定义了SCl物埋层接口的电气规范，它

7、与ANSKnAJElA614相像，但ANSIErVEIA&4更为一般，它主要面对多重应用，而IEEE建tSCI-1.VDS的标准主要是为jSCl的接点间的通信.14 1.VDS技术的特点1.VDS技术和其他的接口相比,有着很大的优势,主要衣现在下面几个方面：I）高速率：出于1.VDS逻辑状态间的电压变更仅为350mV.因而能特别快地变更状态从而实现高速率.2）低功耗：随着JC作频率的增加,1.VDS的电源电流仍保持平坦,而CMOS和GT1.技术的电源电流则会随频率增加而呈指数上升,这得益F运用恒流规路驱动器，电流源把输出电流限制到的3.5mA（功耗约为1.2mW）,同时也限制跳变期间产生的任何

8、尖峰电流,这样在得到高达1.5GbPS的高数据率的同时而不明显增加功耗.恒流驷动输出还掂容忍传输线的短路或接地,而不会产生热问题、1.VDS降低了终跳电阻压降,因此还降低了电路的总功耗,3）噪声性能好：1.VDS产生的电段干扰低,这是因为低电压捱幅、低边缘速率、奇模式差分信号.以及忸流舞动器的IS尖峰只产生很低的辐射,通过犍小电压盘幅和电流能M.1.VDS把场强减刎了最小：差分驱动器引入了奇模式传输,即等量方向相反的电流分别在传检线上传输，形成电流环路，使电流Wl路产生最低的电隧干扰：在差分信号的传输中，由于差分接受器只响应正负输入之差，因此巧噪声何时出现在两个输入中时，差分信号的幅度并不受影

9、响。4）具有故障平安（fail-safe特性确保牢靠性：恒流式驱动不会对系统造成任何损害.所以1.VDS驱动器可以带电插拔,另一特点是接收器的故障爱护功能INDS接收器在内部供应了车奇性线路,保证在接收器输入悬空、接收器输入短路以及接收器输入处于驱动器三态输出或总动器供电终止等状况下输出牢地约定为T）,防止产生输出振荡，5）节约成本：1.VDS技术可以用经济的COMS工之实现,并且对电练连接器和PCB材料没布苛刻的要求相对来说,1.VDS可以低成本实现离性能，6）集成实力覆：由于可在标准CMoS工艺中实现高速1.VDS,用1.VDS模拟电路集成困难的数字功能是特别有利的。2.01.VDS系蜕设

10、计1.VDS系统的设it要求设计者应具备超高速单板设计的阅历并了解羌分信号的理论。设计高速差分板并不困难下面将简要介绢一下各留意点.2.1.0PCBMI）至少运用4层PCB板（从顶层究竟层）：1.VDS信号层、地层、电源层、TT1.信号层.高速系统的设计通常符VCC和地线用特地的层.冏定的地线层用于枪定限制的阻抗（对于传谕税的互连）.电源线和地线之间的窄带空间也是极好的高猱旁路电容.2）使TT1.信号和1.VDS信号相互隔离，否则TT1.可能会交叉IW合到1.VDS践上，公好将TT1.和1.VDS信号放在不同的层上,并用电源/地层隔开：3）保挣发送窗和接收推尽可能靠近接辅件（1.VDS端”例）

11、,这有助于保证噪声不会被带到差分税上，而口避开电路板及电缆段间的交叉EMl干扰,这个建议也由助于使线间的时滞以小化,这种时滞和长度成比例，所以限制长度也就限制了相位偏移：4）保证1.VDS器件电源旗量：运用分布式的多个电容来旁路1.VDS设住，表面贴电容靠近电魂/地层管脚放置：5）电源层和地层应运刖IU税，不要用5o设计规则于电源和地线布线，他们的任务时成为低的阻抗点；6）保持PCB地线层近同路径宽而短,供应一个回路为钱像电路返回创建最短的环路：7）电缆上应有两个系统间的地线的连线.这为短的路径上供应共模电流回路：8）运用多过孔（至少两个）连接到电源层（线和地层（线），长面贴电容可以干脆焊接到

12、过孔焊盘以削减蛙头。2.1.1布线I）侧祸合的微带传输线（microstrip）和带状级（WripIinc）描有较好性能，可作为差分线.：2）侧揭合微带传输战能供应更好的差分阻抗Zo,还能实现从连接器焊盘到器件惮盘的无过孔连接，这供应“更干净”的互连。这种戏的局限时只能在PCB板的最外两层走段，使布线通道密度受到限制：3）带线状在信号间供应了更好地屏蔽：4）1.VDS信号的布&应是近相台的并旦是为100Q差分阻抗而设计。2.1.2差分经1）运用与传输媒质的差分阻抗和终端电阻相匹配的受控阻抗税，并且使型分线对直开集成芯片后立即尽可能地相互罕近（距离小于IOmm），这样能削减反射并能确保耦合到的噪

13、声为共模噪滔。事实上，我们可以看到距离为1mm的差分信号辐射的噪声远远小于距离为3mm的差分线对.因为在越近的布线上磁场的抵消就会越好.另外.差分线上的噪声更有可能发现为共模并被接收器抑制掠，因阻抗Ri制的好坏干脆影响到信号完整性及延迟,为了确保信号在传输战当中传播时不受反射信号的影响，通常.养分阻抗Zdiff为d10。MicrostripStripline1.VDS格外层微带线(miceMriP)和内层带状线(SlriPline)两种,如上图所示。当设计一个特别的差分阻抗Zo(Zdifn于例朋介线上时.建议调整布线宽度“W”来变更Zd优而不要调整“S”，S”应符合PCB供应商指定的最小间距.

14、在设计过程中可以应用国半的传输税快速设计RaPiddeSigner)滑尺。ii#633200001米制或#6332014)01英制)及应用说明AN9O5(Iitn100905-001)来计算ZO及Zdif1.也可以用下面的吼抗计算公式:微带线(microstrip)sZn-In(Cr)OhmsV0.475Er+067X06708w+t)/Zdiff92*Z0(I-048e096r)Ohms带状线(Mripline)：Z0-檐=m(O67118w)OhmS3Zdiff-2*Z0(1-0347e29)Ohms为了产生足够的耦合，战对导体间的距离应保持在一个最小伯留意必需保持匹配的传输阻抗。带状践电

15、流令地层/走规不应比导规间距璃更近，以保证导规间的更紧密耦合。一个好的原则是保持SW.Sh,并且X22S2W.最好的效果是用报小的距国，各PCB板材质的一般介电常数(Er)如下.请数PcB供应商，让其给出你想用的特别材质的实际数据。的感.在大多数1.VDS应用中，广泛应用的FRMPCB材侦时可接受的，Tenon约为FR-4的4倍价格，但可考虑作为100MHZ以上的设计。也用JeEr在同一板内也会有变更.1R-4PCB板在同一板上有10%的变更而造成非对称的事并非罕见,这事保持差分线就在一起的另一个理由.PCBMtUriaIDielectricConsUnt(Er)1.ossT*ngntAir100PTFE(Teflon)2.1-2.50.00020.002BTResin2.93.9O.OO3O.O12Polyimide2.8350.004002Silica(Quarti)3.842O(XX)60005PoIyimideJGIass3.84500030.01