如何使用 ADI 产品实现高速 PCIe 接口的隔离

ADI 的千兆速度隔离 PCIe(外设组件互连高速)解决方案

ADN4622BRNZ 隔离器是实现 PCIe 第一代(Gen 1)两对 LVDS(低压数字信号)隔离的关键器件;然而,了解如何使其与 PCIe Gen 1 信号协同工作至关重要。

必须考虑 PCIe 信号组成,以确保完全支持协议的关键特性。需要进行电平转换,以支持信号通过 ADN4622BRNZ 传输,而电空闲支持可确保传播空闲状态。这通过 ADN4622BRNZ 每个输入和输出端的耦合网络模块实现,如图 1 所示。

除耦合网络外, MAX14954 PCIe 重驱动器采用均衡技术,可改善信号完整性。

100 MHz 参考时钟(REFCLK)信号用于同步,是开始数据传输的前提条件。 ADN4620BRSZ-RL 可轻松隔离该信号。

系统管理总线是一种基于 I²C 原理的双线信号,用于在系统设备之间传输信息。 ADuM1252AUA+T I²C 器件可隔离这些信号。

必须准确传输高到低或低到高信号,以确保正确支持 PCIe 协议。这些信号包括用于传输低功耗状态的 WAKE 和 CLKREQ,以及用于重置链路的 PERST(正常运行所需)。重要的是,要实现端点与根复合体之间的链路初始化信号交互。PRNST 表示卡已正确插入两端,所有电源和信号引脚均已连接。这可避免为插入不正确的卡通电,从而防止损坏。

这些信号通过 ADUM3211ARZ-RL7ADuM341E0BRWZ-RL 通用数字隔离器 iCoupler® 系列处理。


图 1:使用 ADI 隔离技术的 PCIe Gen 1 接口隔离

该方案可确保跨隔离屏障的完全隔离( LT8302ES8E#TRPBF 可轻松支持此功能),图 1 未展示隔离电源解决方案。

结论

本文探讨了如何在工业环境中隔离 PCIe Gen1 协议。它也可应用于因鲁棒性、抗噪声和保护等要求而需要隔离的任何其他终端应用。通过复制图 1 的千兆速度部分,可轻松扩展至更高通道宽度。