采用LVDS实现成功通信的秘诀 M-LVDS[精选].doc

采用LVDS实现成功通信的秘诀 技术分类： 通信与网络? ?作者：JIM DIETZ与RICHARD HUBBARD，德州仪器? 发表时间：2007-01-31 　　低电压差分信令 (LVDS) 器件目前拥有多种版本可供选择。通常在同一系统中会共存不同版本的器件，这就造成了互操作性问题。在实际可用的版本中，设计人员可选择 LVDS、基于总线的 LVDS 以及 M-LVDS（多点 LVDS）等不同器件版本。但这些器件是否可以在同一系统中协同工作呢？当设计人员在一个系统中混合采用不同技术时，应当解决哪些问题呢？结合采用相似却又不同的器件时，会有哪些限制呢？　 　每种 LVDS 技术都有其自己的优缺点。如果我们比较单端信号与 LVDS 技术，那么 LVDS 技术的共同优势是低功耗、高速度以及较低的电磁干扰 (EMI) 等。其技术上的局限性则包括所支持的拓扑、允许的节点数、驱动能力以及符合的相关标准等。标准化将会尽可能减少集成问题。例如，TIA/EIA-644A 标准规范了点对点与多点应用情况下 LVDS 器件的性能。　　针对 M-LVDS 的 TIA/EIA-899 标准则规范了对多点器件的需求。当从头开始开发一套系统时，最好选择采用相同技术的系统。不过，经常有这种情况，系统中通常包含来自不同供应商的模组，并且分别采用不同的 LVDS 物理层。本文内容将帮助设计人员识别集成 LVDS I/O 类型时容易犯的潜在错误并逐一提出了解决方案。通过检查 M-LVDS 器件，我们能够明确该技术支持的 I/O 级范围。 　　表 1 中列出了大多数常见 LVDS 器件类型的主要参数。TIA/EIA-644A 标准及其上一版本 TIA/EIA-644 定义了对于点对点（单个驱动器、单个接收机）与多点（单个驱动器、多个接收机）器件的要求。设计人员可利用 TIA/EIA-644A 总线连接多达 32 个接收机。驱动电流为 3.5 mA，这对单端接应用而言是足够的，但对双端接设计而言则不够。 　　基于总线的 LVDS 可加强电流驱动的能力，同时保持了 TIA/EIA-644A 标准的大部分特性。有关技术采用的接收机共模范围与接收机阈值与 TIA/EIA-644A 相同，均为TIA/EIA-644A 的驱动器增强型版本。M-LVDS 为真正的多点特性提供了全面的补充，其 11 mA 电流驱动能力可支持双端接或重负载背板。接收机的阈值仅为其它技术的一半，从而提高了敏感度。与驱动器相关的接收机地电势偏移则比其它技术高了一倍。M- LVDS 提供的符合业界标准的超集，包括了其它基于总线的 LVDS 技术特性。 　　发送器与接收机参数　　在表 1 的驱动器参数部分，测试负载是测试电路用来测量并报告参数表参数的阻抗。输出差动电压VOD与 上述测试负载相关联。驱动器输出电流是得到的负载电流，器件提供该电流，以得到输出差动电压的显示值。设计人员可用通用测试阻抗标准化驱动器强度，从而更 有目的地比较不同技术的特点。标准化的输出差动电压值假定每个发送器均为可驱动 100Ω 负载的理想电流源。表格中的各种技术在各种负载范围内都难以作为理想的电流源，不过这种假定仍基本适用于各种技术，有助于我们进行更清晰的比较。　 　表 1 还表明，除 M-LVDS 之外，所有信令类的接收机阈值均为 100 mV。M-LVDS 接收机比其它技术的敏感度高一倍，其噪声容限要高于其它 LVDS 接收机。低压信令技术通常用于短距离数据传输。M-LVDS 标准发布前，±1V 的接地电位差一直是要求的性能参数。M-LVDS 将驱动器与接收机间的允许接地漂移值翻了一番，以确保为多点应用的处理提供足够大的接收机动态范围，以便完成应用中常见的驱动器启用与禁用等操作。制造商 在接收机中集成了多种自动防护功能，因此设计人员必须注意每种器件的自动防护机制。M-LVDS标准明确规定了自动防护机制。　　M- LVDS为支持真正的多点操作提供了许多额外的特性。M-LVDS器件一般用于多插槽背板，这种系统的阻抗不匹配情况很多，这是由背板连接器与线路卡的传 输通路短线造成的。为了尽可能减小短线造成的反射，M-LVDS规范了受控上升时间，将允许的最小过渡时间设为1ns。这种边缘速率限制了最大信号传输速 率，不过这对应用没有什么实际影响，因为多点信号传输速率通常仅被限制在200Mbps ~ 400Mbps的范围内。　　M-LVDS 总线驱动器驱动的电压不超过 2.4V，即使在驱动器发生争用时也如此。这种电压限制加上接收机能在广泛范围内工作的规范一起可确保同质 M-LVDS 系统能够正常工作，而且接收机能确定正确的总线状态。　 　LVDS与基于总线的 LVDS 都要求接收机的工作电压范围介于