電子工程師必備：SCAN90CP02 1.5 Gbps 2x2 LVDS 交叉點(diǎn)開(kāi)關(guān)深度解析

在高速數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，一款性能卓越的開(kāi)關(guān)器件對(duì)于保障數(shù)據(jù)的高效、穩(wěn)定傳輸至關(guān)重要。今天，我們就來(lái)深入探討德州儀器（TI）的 SCAN90CP02 1.5 Gbps 2x2 LVDS 交叉點(diǎn)開(kāi)關(guān)，看看它究竟有哪些獨(dú)特之處，能在眾多同類(lèi)產(chǎn)品中脫穎而出。

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一、產(chǎn)品概述

SCAN90CP02 是一款專(zhuān)為高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)的 1.5 Gbps 2x2 LVDS 交叉點(diǎn)開(kāi)關(guān)。它具有低功耗、低輸出抖動(dòng)的特點(diǎn)，并且支持可配置的預(yù)加重功能，能夠有效克服有損背板和電纜帶來(lái)的外部碼間干擾（ISI）抖動(dòng)影響。其非阻塞架構(gòu)允許實(shí)現(xiàn)多種配置，如 1:2 分配器、2:1 復(fù)用器、交叉功能和雙緩沖器等，為不同的應(yīng)用場(chǎng)景提供了極大的靈活性。

二、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

高速與低功耗并存

每個(gè)通道的傳輸速率高達(dá) 1.5 Gbps，能夠滿(mǎn)足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆Ｔ陔p中繼模式下，功耗僅為 70 mA，大大降低了系統(tǒng)的能耗，提高了能源利用效率。

可配置預(yù)加重

支持 0/25/50/100% 的預(yù)加重配置，通過(guò)調(diào)整預(yù)加重的比例，可以有效補(bǔ)償長(zhǎng)距離或有損傳輸介質(zhì)帶來(lái)的信號(hào)衰減，確保信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

多模式配置

非阻塞架構(gòu)使得該開(kāi)關(guān)可以實(shí)現(xiàn) 1:2 時(shí)鐘或數(shù)據(jù)分配器、2:1 冗余復(fù)用器、交叉功能和雙緩沖器等多種配置，滿(mǎn)足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

豐富的接口兼容性

差分輸入接口兼容 LVDS、Bus LVDS、CML 和 LVPECL 信號(hào)，還可以與 ASIC 和 FPGA 配合使用，具有廣泛的適用性。

測(cè)試兼容性

集成了 IEEE 1149.1（JTAG）和 1149.6 電路，支持單端 LVTTL/CMOS 互連的可測(cè)試性，方便進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試和故障排查。

寬溫度范圍

工作溫度范圍為 -40°C 至 +85°C，適用于工業(yè)環(huán)境等各種復(fù)雜的工作條件。

多種封裝選擇

提供 28 引腳 UQFN 封裝和 32 引腳 LQFP 封裝，滿(mǎn)足不同的 PCB 布局和設(shè)計(jì)要求。

三、引腳說(shuō)明

差分輸入引腳

INO± 和 IN1± 為差分輸入引腳，兼容 LVDS、Bus LVDS、CML 或 LVPECL 信號(hào)，為不同類(lèi)型的信號(hào)輸入提供了便利。

差分輸出引腳

OUT0± 和 OUT1± 為差分輸出引腳，OUT0+ 可以連接到 IN0+ 或 IN1+ 中的任意一對(duì)，OUT1+ 同理，實(shí)現(xiàn)了靈活的信號(hào)輸出配置。

數(shù)字控制接口引腳

SELO、SEL1 為選擇控制輸入引腳，用于選擇不同的配置模式；ENO、EN1 為輸出使能輸入引腳，控制輸出的開(kāi)啟和關(guān)閉；PEM00、PEM01 和 PEM10、PEM11 分別為通道 0 和通道 1 的輸出預(yù)加重控制輸入引腳，用于配置預(yù)加重的比例。

測(cè)試相關(guān)引腳

TDI、TDO、TMS、TCK 和 TRST 為測(cè)試相關(guān)引腳，支持 IEEE 1149.1 功能，方便進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試和調(diào)試。

電源引腳

VDD 為電源引腳，電壓范圍為 3.3V ± 0.3V，同時(shí)需要至少 4 個(gè)低等效串聯(lián)電阻（ESR）的 0.01 μF 旁路電容連接到地平面，以確保電源的穩(wěn)定性。

四、配置選擇

需要注意的是，進(jìn)入無(wú)效狀態(tài)雖然不被禁止，但設(shè)備在這些狀態(tài)下的操作是未定義的。

五、預(yù)加重功能

通過(guò)合理配置預(yù)加重比例，可以有效提高信號(hào)的傳輸質(zhì)量。

六、電氣特性

絕對(duì)最大額定值

包括電源電壓、CMOS 輸入電壓、LVDS 接收器輸入電壓、LVDS 驅(qū)動(dòng)器輸出電壓等參數(shù)的最大額定值，使用時(shí)需要嚴(yán)格遵守這些參數(shù)，以確保設(shè)備的安全和可靠性。

推薦工作條件

推薦的電源電壓范圍為 3.0V 至 3.6V，接收器輸入電壓范圍為 0V 至 3.6V，工作環(huán)境溫度范圍為 -40°C 至 85°C，結(jié)溫不超過(guò) 150°C。

電氣參數(shù)

詳細(xì)列出了 LVTTL 直流規(guī)格、LVDS 輸入直流規(guī)格、LVDS 輸出直流規(guī)格、電源電流（靜態(tài)）和開(kāi)關(guān)特性等參數(shù)，這些參數(shù)對(duì)于評(píng)估設(shè)備的性能和進(jìn)行電路設(shè)計(jì)非常重要。

七、輸入輸出接口

輸入接口

SCAN90CP02 接受差分信號(hào)，支持簡(jiǎn)單的交流或直流耦合。由于其具有較寬的共模范圍，可以與所有常見(jiàn)的差分驅(qū)動(dòng)器（如 LVPECL、LVDS、CML）進(jìn)行直流耦合。文檔中給出了典型的直流耦合接口示例，方便工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)。

輸出接口

輸出信號(hào)符合 LVDS 標(biāo)準(zhǔn)，可以直流耦合到大多數(shù)常見(jiàn)的差分接收器。在進(jìn)行接口設(shè)計(jì)時(shí)，建議檢查相應(yīng)接收器的數(shù)據(jù)手冊(cè)，以確保接口的兼容性和性能。

八、設(shè)計(jì)測(cè)試特性

IEEE 1149.1 支持

支持完全兼容的 IEEE 1149.1 接口，通過(guò)測(cè)試訪(fǎng)問(wèn)端口（TAP）可以訪(fǎng)問(wèn)設(shè)備上每個(gè) LVTTL I/O 的邊界掃描單元，用于互連測(cè)試。差分引腳包含在同一邊界掃描鏈中，但使用 IEEE 1149.6 單元。

IEEE 1149.6 支持

對(duì)于高速（1+ Gbps）數(shù)據(jù)路徑上的交流耦合差分互連，傳統(tǒng)的 IEEE 1149.1 技術(shù)無(wú)法進(jìn)行測(cè)試。IEEE 1149.6 專(zhuān)門(mén)用于測(cè)試高速差分網(wǎng)絡(luò)，包括交流耦合網(wǎng)絡(luò)。SCAN90CP02 在所有差分輸入和輸出上都包含了 IEEE 1149.6 功能。

故障插入

故障插入是一種用于輔助診斷軟件驗(yàn)證和調(diào)試的技術(shù)。在系統(tǒng)測(cè)試期間，可以通過(guò) IEEE 1149.1 的“固定”指令在任何引腳或引腳組合上創(chuàng)建固定高或固定低的條件，模擬硬件故障，幫助驗(yàn)證監(jiān)控軟件是否能夠檢測(cè)和診斷這些故障。

九、封裝信息

SCAN90CP02 提供 UQFN-28 和 LQFP-32 兩種封裝選項(xiàng)，不同封裝的尺寸、功率耗散、熱阻等參數(shù)有所不同。在選擇封裝時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景和 PCB 布局要求進(jìn)行綜合考慮。

十、總結(jié)

SCAN90CP02 1.5 Gbps 2x2 LVDS 交叉點(diǎn)開(kāi)關(guān)以其高速、低功耗、可配置預(yù)加重、多模式配置和豐富的測(cè)試特性等優(yōu)勢(shì)，成為高速數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域的理想選擇。無(wú)論是工業(yè)自動(dòng)化、通信設(shè)備還是其他需要高速數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用場(chǎng)景，SCAN90CP02 都能夠提供穩(wěn)定、可靠的信號(hào)傳輸解決方案。作為電子工程師，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，充分了解和利用這款產(chǎn)品的特性，將有助于提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量和性能。

你在實(shí)際應(yīng)用中是否使用過(guò)類(lèi)似的開(kāi)關(guān)器件？在使用過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。