電子工程師必備：SCAN90CP02 1.5 Gbps 2x2 LVDS 交叉點開關深度解析

在高速數據傳輸領域，一款性能卓越的開關器件對于保障數據的高效、穩定傳輸至關重要。今天，我們就來深入探討德州儀器（TI）的 SCAN90CP02 1.5 Gbps 2x2 LVDS 交叉點開關，看看它究竟有哪些獨特之處，能在眾多同類產品中脫穎而出。

文件下載：scan90cp02.pdf

一、產品概述

SCAN90CP02 是一款專為高速數據傳輸設計的 1.5 Gbps 2x2 LVDS 交叉點開關。它具有低功耗、低輸出抖動的特點，并且支持可配置的預加重功能，能夠有效克服有損背板和電纜帶來的外部碼間干擾（ISI）抖動影響。其非阻塞架構允許實現多種配置，如 1:2 分配器、2:1 復用器、交叉功能和雙緩沖器等，為不同的應用場景提供了極大的靈活性。

二、產品特性亮點

高速與低功耗并存

每個通道的傳輸速率高達 1.5 Gbps，能夠滿足高速數據傳輸的需求。在雙中繼模式下，功耗僅為 70 mA，大大降低了系統的能耗，提高了能源利用效率。

可配置預加重

支持 0/25/50/100% 的預加重配置，通過調整預加重的比例，可以有效補償長距離或有損傳輸介質帶來的信號衰減，確保信號的質量和穩定性。

多模式配置

非阻塞架構使得該開關可以實現 1:2 時鐘或數據分配器、2:1 冗余復用器、交叉功能和雙緩沖器等多種配置，滿足不同應用場景的需求。

豐富的接口兼容性

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

測試兼容性

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

寬溫度范圍

工作溫度范圍為 -40°C 至 +85°C，適用于工業環境等各種復雜的工作條件。

多種封裝選擇

提供 28 引腳 UQFN 封裝和 32 引腳 LQFP 封裝，滿足不同的 PCB 布局和設計要求。

三、引腳說明

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，為不同類型的信號輸入提供了便利。

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，OUT1+ 同理，實現了靈活的信號輸出配置。

數字控制接口引腳

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，控制輸出的開啟和關閉；PEM00、PEM01 和 PEM10、PEM11 分別為通道 0 和通道 1 的輸出預加重控制輸入引腳，用于配置預加重的比例。

測試相關引腳

TDI、TDO、TMS、TCK 和 TRST 為測試相關引腳，支持 IEEE 1149.1 功能，方便進行系統測試和調試。

電源引腳

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

四、配置選擇

需要注意的是，進入無效狀態雖然不被禁止，但設備在這些狀態下的操作是未定義的。

五、預加重功能

通過合理配置預加重比例，可以有效提高信號的傳輸質量。

六、電氣特性

絕對最大額定值

包括電源電壓、CMOS 輸入電壓、LVDS 接收器輸入電壓、LVDS 驅動器輸出電壓等參數的最大額定值，使用時需要嚴格遵守這些參數，以確保設備的安全和可靠性。

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，工作環境溫度范圍為 -40°C 至 85°C，結溫不超過 150°C。

電氣參數

詳細列出了 LVTTL 直流規格、LVDS 輸入直流規格、LVDS 輸出直流規格、電源電流（靜態）和開關特性等參數，這些參數對于評估設備的性能和進行電路設計非常重要。

七、輸入輸出接口

輸入接口

SCAN90CP02 接受差分信號，支持簡單的交流或直流耦合。由于其具有較寬的共模范圍，可以與所有常見的差分驅動器（如 LVPECL、LVDS、CML）進行直流耦合。文檔中給出了典型的直流耦合接口示例，方便工程師進行設計。

輸出接口

輸出信號符合 LVDS 標準，可以直流耦合到大多數常見的差分接收器。在進行接口設計時，建議檢查相應接收器的數據手冊，以確保接口的兼容性和性能。

八、設計測試特性

IEEE 1149.1 支持

支持完全兼容的 IEEE 1149.1 接口，通過測試訪問端口（TAP）可以訪問設備上每個 LVTTL I/O 的邊界掃描單元，用于互連測試。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

對于高速（1+ Gbps）數據路徑上的交流耦合差分互連，傳統的 IEEE 1149.1 技術無法進行測試。IEEE 1149.6 專門用于測試高速差分網絡，包括交流耦合網絡。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證和調試的技術。在系統測試期間，可以通過 IEEE 1149.1 的“固定”指令在任何引腳或引腳組合上創建固定高或固定低的條件，模擬硬件故障，幫助驗證監控軟件是否能夠檢測和診斷這些故障。

九、封裝信息

SCAN90CP02 提供 UQFN-28 和 LQFP-32 兩種封裝選項，不同封裝的尺寸、功率耗散、熱阻等參數有所不同。在選擇封裝時，需要根據實際的應用場景和 PCB 布局要求進行綜合考慮。

十、總結

SCAN90CP02 1.5 Gbps 2x2 LVDS 交叉點開關以其高速、低功耗、可配置預加重、多模式配置和豐富的測試特性等優勢，成為高速數據傳輸領域的理想選擇。無論是工業自動化、通信設備還是其他需要高速數據處理的應用場景，SCAN90CP02 都能夠提供穩定、可靠的信號傳輸解決方案。作為電子工程師，在進行電路設計時，充分了解和利用這款產品的特性，將有助于提高設計的質量和性能。

你在實際應用中是否使用過類似的開關器件？在使用過程中遇到過哪些問題？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。