嵌入式系統(tǒng)的PCIe時鐘分配

IDT解決方案分析

IDT的工程師通過菊鏈三個特性描述板以代表子卡：ICS841S32I板，然后是ICS8743008I板，最后一個也是ICS8743008I板，創(chuàng)建了解決方案的原型，見圖5。在第二個ICS8743008I輸出時進(jìn)行測量。卸載來自示波器的時鐘周期數(shù)據(jù)，然后由抖動分析腳本進(jìn)行后處理。該腳本可進(jìn)行必要的頻域和時域分析。

2.5Gbps分析方法的結(jié)果為18.91ps。這一結(jié)果符合4.5倍的裕量的86ps的PCIe峰-峰相位抖動指標(biāo)。對于5.0Gbps操作，PCIe規(guī)定了rms相位抖動，而非峰-峰相位抖動。這些結(jié)果也超出了規(guī)范：0.52psrms低頻帶和1.47ps高頻帶與3.1ps規(guī)范限制之比。

對于5.0Gbps工作，PCIe為頻域分析規(guī)定了兩個轉(zhuǎn)移函數(shù)和兩個頻率范圍。第一個轉(zhuǎn)移函數(shù)的極頻率為5MHz和16MHz，第二個轉(zhuǎn)移函數(shù)的極頻率為8MHz和16MHz。抖動分析所得的兩個頻段為10KHz-1.5MHz(低頻帶)，1.5MHz-Nyquist(高頻帶)。Nyquist表示分析達(dá)到了基準(zhǔn)時鐘頻率的一半。例如，在100MHz時，頻域分析將達(dá)到50MHz。分析腳本會顯示每個頻率分析頻帶間兩個轉(zhuǎn)移函數(shù)間的最差情況。

本文小結(jié)

PCIe標(biāo)準(zhǔn)最初用于定義PC系統(tǒng)，但由于其低引腳數(shù)和可擴(kuò)展的高性能，很快成為幾乎所有應(yīng)用領(lǐng)域選擇的I/O接口。高速的基準(zhǔn)時鐘給希望利用PCIe元件的嵌入式系統(tǒng)工程師們提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，他們需要分配、選擇兩個不同的符合規(guī)范的基準(zhǔn)時鐘速度。

這個測試解決方案有助于系統(tǒng)利用支持100MHz和125MHz基準(zhǔn)時鐘的元件，并通過一個M-LVDS差分對將其分配到系統(tǒng)的所有卡上。該解決方案也可以對卡進(jìn)行設(shè)置，因此這些卡可以在其應(yīng)用指令下作為主或端點操作，而且能插入系統(tǒng)的任何插槽。另外，這一解決方案降低了背板上基準(zhǔn)時鐘的工作頻率，放寬了該信號的路由限制和串?dāng)_性能。只要滿足2.5Gbps和5.0Gbps操作PCIe規(guī)范嚴(yán)格的抖動要求，所有這些都可以用一個設(shè)計實現(xiàn)。