MAX9247/MAX9218串行器/解串器芯片组的性能测试

摘要：高速串行化数据连接已广泛用于网络、服务器和3G基站中的视频显示、数码相机和背板数据传输。Maxim为串行收发链路开发了各种产品，本应用笔记讨论了典型的串行器和解串器(SerDes)芯片组(MAX9247和MAX9218)在不同的电缆类型、电缆长度和数据速率下的性能。所得结论可以作为高速串行数据互连的应用指南。

概述
Maxim的高速串行器、解串器(SerDes)产品已经应用于汽车、网络、服务器和3G基站中的视频、图像和数据传输。MAX9247串行器与MAX9218解串器构成一对儿典型的具有嵌入式时钟的单通道LVDS链路。该链路的最高串行数据速率可达800Mbps。

本应用笔记讨论了该数据收发链路在不同电缆类型、电缆长度和数据速率情况下的的性能以及采用Maxim专有的预加重技术和线路均衡技术所带来的性能改善。同时为了满足汽车应用中恶劣环境的要求，该串行器/解串器(SerDes)芯片组在-40°到+105°C温度范围内进行了测试。

测试装置

测试装置包括一台Agilent ParBERT 81250测试仪，TDS784C 1GHz数字示波器，TEK P6247差分探针和MAX9217/MAX9218评估板，Agilent 81250是并行误码率测试仪(BERT)。这些器件的连接方式如下图所示(图1)。

图1. MAX9247和MAX9218的性能测试装置

MAX9247有27位并行数据输入，其中18位是RGB视频数据输入，9位是控制输入。LVDS串行链路的数据速率为并行数据速率的20倍，包括2个附加位。Agilent 81250的前9个输出通道连接至前9个RGB输入端(RGB_IN0到RGB_IN8)。前9个通道的反向输出连接到剩余的9个RGB输入端(RGB_IN9到RGB_IN17)，误码率测试仪(BERT)只检测RGB数据。ParBERT的每一个输出通道的数据序列是独立产生的、在长度内无重复的伪随机序列比特流，RGB数据序列的长度是1370位。在1370位之后加一个20位的时间间隔作为控制周期。所有的控制位(CNTL_IN0到CNTL_IN8)通常被设置为0。图2所示为数据结构。这个1390位的并行数据格式在测试中重复出现，信号DE_IN交替改变RGB数据周期和控制周期。

图2. 测试数据的序列结构

测试条件和测量结果

我们测试了3对儿双绞电缆，如下表所示。

表1. 测试的电缆类型

其中，N是在观察周期内(例如10分钟)通过串行链路传输的比特数，p是假设的误码率(BER)。表2所示是对不同数据速率的置信度。

表2. 10分钟内观察到的置信度和数据速率的关系

图3. NISSEI AWG26电缆，20m长，速率为702Mbps，启用预加重功能和均衡器

图4. NISSEI AWG26电缆，30m长，速率为630Mbps，启用预加重功能和均衡器

图5. NISSEI AWG26电缆，30m长，速率为306Mbps，启用预加重功能

图6. NISSEI AWG26电缆，30m长，速率为306Mbps，启用预加重功能和均衡器

总结

由表3和表4所示结果，我们可以得出以下结论：

虽然CAT5E非屏蔽电缆的性能比其它两种类型的电缆好，但是它在应用中会有电磁干扰(EMI|0">EMI)的问题。 预加重和LVDS均衡有助于改善链路性能。预加重可为短程电缆提供更大的幅度提升，而均衡器对长电缆的改善更有效。对于30m的电缆，均衡器可以使其数据传输速率翻倍。 在扩展级温度范围内的性能差异相对很小。 电缆的线规会制约性能。推荐使用优于AWG28的电缆。