ST60是意法半導體推出的基于60GHz的非接觸式連接器產(chǎn)品。我們初次接觸ST60芯片時，經(jīng)常會接觸一個名詞：SLVS。ST60的datasheet里也經(jīng)常會看到Differential SLVS信號如何如何。SLVS其實是Scalable low voltage signaling的縮寫。Differential SLVS翻譯過來就是電平可調整的低壓差分信號。ST60的datasheet里有如下圖描述SLVS信號的參數(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可調整的。只是芯片出廠時已經(jīng)在寄存器里預先寫好了輸出電平是單端200mV，差分400mV。如果需要調整到更高或者更低的輸出電平，就需要改寫寄存器才能實現(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。信號再小，傳輸有可能出現(xiàn)誤碼。SLVS信號線上最高傳輸6.25Gbps高速信號，PCB板上差分走線需要做阻抗控制：差分100ohm。
在實際的工程項目中，SLVS走線很可能要經(jīng)過多個PCB板，排線，接插件。如下圖筆記本的項目，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。這些會對SLVS信號帶來哪些影響？SLVS支持的最大走線長度是多少？
ST60的SLVS接收電路對抖動的要求是<0.375UI。如下圖所示：
再結合SLVS檢測門限最小差分200mV，可以得到如下的SLVS接收端眼圖要求：
長的SLVS走線對信號完整性有如下幾個影響：
信號衰減。越長的PCB走線對信號的衰減越大。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走線對于SLVS信號的影響。SLVS Driver輸出差分電平設為缺省值400mv。
如下圖紅框所示在5Gbps信號情況下，PCB走線長度20mm時，接收信號的眼高是380mV，當PCB走線長度是300mm時，接收信號的眼高已經(jīng)衰減到210mV，這已經(jīng)接近SLVS檢測門限。當PCB走線長度500mm時，接收信號眼高衰減到100mV，此時SLVS Receiver已經(jīng)不能正常工作。
對抖動的影響。長的PCB走線會帶來更多的熱噪聲，這會增加抖動。如上圖藍框所示，5Gbps速率時，PCB走線長度從20mm變到300mm，抖動從0.8ps增加到13ps。5Gbps信號0.375UI抖動門限是75ps。300mm的PCB走線帶來的13ps抖動雖然遠遠小于75ps，但這僅僅是PCB走線引起的抖動。實際情況，如上面筆記本項目，SLVS走線很可能會經(jīng)過幾個電路板、接插件，難免會帶來串擾、不連續(xù)等效應，實際抖動情況遠比簡單的PCB走線嚴重。
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信號通過長的PCB走線會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走線會把左邊的陡峭邊沿信號變成右邊的平緩邊沿信號。
長的PCB走線經(jīng)過多個接插件，PCB板難免會遇到阻抗不連續(xù)的情況。阻抗不連續(xù)會引起多次反射，在信號完整性上產(chǎn)生過沖，振鈴現(xiàn)象。
綜上所述，如果是簡單的FR4 PCB走線，在5Gbps速率時，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板和接插件的復雜情況，需要在ST60的SLVS接收端用示波器測量眼圖，使得眼圖滿足抖動<0.375UI，眼高>200mV的要求。還有一種情況，SLVS信號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，損耗會明顯降低，相應地傳輸距離會更大。
更多詳情，請訪問：www.st.com/st60。
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