我們初次接觸ST60芯片時(shí)，經(jīng)常會(huì)接觸一個(gè)名詞：SLVS。

ST60的datasheet里也經(jīng)常會(huì)看到Differential SLVS信號(hào)如何如何。SLVS其實(shí)是Scalable low voltage signaling的縮寫。Differential SLVS翻譯過來就是電平可調(diào)整的低壓差分信號(hào)。ST60的datasheet里有如下圖描述SLVS信號(hào)的參數(shù)：

SLVS Receiver性能參數(shù)

SLVS Driver性能參數(shù)

從上面兩幅圖片里我們可以看到，SLVS Driver輸出的單端電平80mV-300mV，差分電平160mV-600mV。SLVS果然是電平Scalable可調(diào)整的。只是芯片出廠時(shí)已經(jīng)在寄存器里預(yù)先寫好了輸出電平是單端200mV，差分400mV。如果需要調(diào)整到更高或者更低的輸出電平，就需要改寫寄存器才能實(shí)現(xiàn)。SLVS Receiver接收端的電平范圍是單端100mV-300mV，差分200mV-600mV。也就是說SLVS RX的最小接收門限是單端100mV，差分200mV。信號(hào)再小，傳輸有可能出現(xiàn)誤碼。SLVS信號(hào)線上最高傳輸6.25Gbps高速信號(hào)，PCB板上差分走線需要做阻抗控制：差分100ohm。

在實(shí)際的工程項(xiàng)目中，SLVS走線很可能要經(jīng)過多個(gè)PCB板，排線，接插件。如下圖筆記本的項(xiàng)目，ST60安裝在筆記本上邊框位置，SLVS走線要經(jīng)過屏幕板，鉸鏈，主板連接到CPU上，這其中可能還要經(jīng)過若干FPC，接插件等。這些會(huì)對(duì)SLVS信號(hào)帶來哪些影響？SLVS支持的最大走線長度是多少？

ST60的SLVS接收電路對(duì)抖動(dòng)的要求是<0.375UI。如下圖所示：

再結(jié)合SLVS檢測(cè)門限最小差分200mV，可以得到如下的SLVS接收端眼圖要求：

長的SLVS走線對(duì)信號(hào)完整性有如下幾個(gè)影響：

01

信號(hào)衰減。

越長的PCB走線對(duì)信號(hào)的衰減越大。如下圖所示，ST60接收器芯片的SLVS Driver輸出端連接一段差分PCB走線（這里以常用的FR4板材為例），用示波器分別測(cè)量PCB輸入端波形和PCB輸出端波形，來看一看不同長度PCB走線對(duì)于SLVS信號(hào)的影響。SLVS Driver輸出差分電平設(shè)為缺省值400mv。

如下圖紅框所示在5Gbps信號(hào)情況下，PCB走線長度20mm時(shí)，接收信號(hào)的眼高是380mV，當(dāng)PCB走線長度是300mm時(shí)，接收信號(hào)的眼高已經(jīng)衰減到210mV，這已經(jīng)接近SLVS檢測(cè)門限。當(dāng)PCB走線長度500mm時(shí)，接收信號(hào)眼高衰減到100mV，此時(shí)SLVS Receiver已經(jīng)不能正常工作。

02

對(duì)抖動(dòng)的影響。

長的PCB走線會(huì)帶來更多的熱噪聲，這會(huì)增加抖動(dòng)。如上圖藍(lán)框所示，5Gbps速率時(shí)，PCB走線長度從20mm變到300mm，抖動(dòng)從0.8ps增加到13ps。5Gbps信號(hào)0.375UI抖動(dòng)門限是75ps。300mm的PCB走線帶來的13ps抖動(dòng)雖然遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于75ps，但這僅僅是PCB走線引起的抖動(dòng)。實(shí)際情況，如上面筆記本項(xiàng)目，SLVS走線很可能會(huì)經(jīng)過幾個(gè)電路板、接插件，難免會(huì)帶來串?dāng)_、不連續(xù)等效應(yīng)，實(shí)際抖動(dòng)情況遠(yuǎn)比簡(jiǎn)單的PCB走線嚴(yán)重。

03

分布電容、電感引起的上升沿下降沿變平緩。

分布的電容電感形成低通濾波器。陡峭的上升沿、下降沿是高頻分量集中的地方，SLVS信號(hào)通過長的PCB走線會(huì)把部分高頻分量過濾掉。使得陡峭的上升沿下降沿變平緩。如下圖所示，長的PCB走線會(huì)把左邊的陡峭邊沿信號(hào)變成右邊的平緩邊沿信號(hào)。

04

長的PCB走線經(jīng)過多個(gè)接插件，PCB板難免會(huì)遇到阻抗不連續(xù)的情況。阻抗不連續(xù)會(huì)引起多次反射，在信號(hào)完整性上產(chǎn)生過沖，振鈴現(xiàn)象。

綜上所述，如果是簡(jiǎn)單的FR4 PCB走線，在5Gbps速率時(shí)，在使用ST60中SLVS走線長度最長可以到30cm。如果SLVS是經(jīng)過多PCB板和接插件的復(fù)雜情況，需要在ST60的SLVS接收端用示波器測(cè)量眼圖，使得眼圖滿足抖動(dòng)<0.375UI，眼高>200mV的要求。還有一種情況，SLVS信號(hào)通過射頻電纜或者是高速線纜傳輸，比如通過USB3.0線纜作為物理傳輸介質(zhì)，損耗會(huì)明顯降低，相應(yīng)地傳輸距離會(huì)更大。

審核編輯：郭婷