Microchip Technology PCI11414 PCIe交換機(jī)（帶USB 3.2、MAC和I/O）將USB 3.2 Gen 2主機(jī)控制器、以太網(wǎng)MAC和可編程I/O相結(jié)合。 Microchip Technology PCI11414擁有4通道（4x8GT/s）上行端口和1通道（1x8GT/s）下行端口，非常適用于提高嵌入式應(yīng)用中的PCIe帶寬。 該器件通過(guò)PCIe修訂版4.x認(rèn)證，最大線路速率為8GT/s。根據(jù)需要PCIe上行使用單個(gè)或多個(gè)通道。PCI11414可確保從外部接口到交換結(jié)構(gòu)和端點(diǎn)控制器的PCIe合規(guī)性。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Microchip Technology PCI11414 PCIe交換機(jī)（帶USB 3.2、MAC和IO）數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 集成式PCI交換機(jī)結(jié)構(gòu)
  • 最大有效載荷：512字節(jié)
• 集成式PCIe物理接口
  • 4通道 (4x8GT/s) 上行端口
  • 支持單通道、雙通道或四通道鏈路
  • 單通道 (1x8GT/s) 下行端口
• 集成USB 3.2 Gen 2 (10Gbps) 物理 接口
• 集成式xHCI USB 3.2 Gen 2（10Gbps）USB主機(jī)控制器
  • 2x 10Gbps Gen 2 PHY
  • 4x USB HS/FS/LS PHY
• 多種配置選項(xiàng)，適用于USB Type-C?或Type-A 2.5Gbps以太網(wǎng)MAC
  • 符合IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)
  • RGMII支持10/100/1000Mbps
  • SGMII支持1Gbps
  • SGMII+支持2.5Gbps
  • 巨型幀支持
• 精密時(shí)間協(xié)議
  • IEEE 1588-2008 E2E和P2P一步和兩步支持
  • IEEE 1588-2008可編程時(shí)間比較輸出（例如1PPS）
• 全面的電源管理功能
  • PCIe 3.1低功耗子狀態(tài)（LPSS）L2（帶AUX 電源）
• 封裝
  • 無(wú)鉛、符合RoHS指令的164引腳DRQFN封裝
• 電源和I/O
  • 集成上電復(fù)位電路，具有可配置的欠壓/過(guò)壓保護(hù)
  • 閉鎖性能超過(guò)150mA，符合EIA/JESD 78 II類標(biāo)準(zhǔn)
  • JEDEC 3A級(jí)ESD性能
• UART
  • RS232/RS485 的產(chǎn)品評(píng)估板
  • 自動(dòng)方向控制
  • 支持標(biāo)準(zhǔn)和高級(jí)速度
  • 基本或全面信號(hào)支持
• 其他功能
  • 多功能GPIO
  • 可編程引腳多路復(fù)用器
  • 能夠使用低成本25MHz晶體或時(shí)鐘 ，以減少BOM
  • SPI外設(shè)接口
  • SMBus目標(biāo)接口
  • SMBus控制器接口
  • PVT傳感器
  • JTAG TAP
• 環(huán)境條件
  • 有商業(yè)級(jí)和工業(yè)級(jí)溫度等級(jí)可供選擇

框圖

?PCI11414 PCIe交換機(jī)技術(shù)解析與應(yīng)用設(shè)計(jì)指南?

?異構(gòu)集成架構(gòu)?
PCI11414采用單芯片集成設(shè)計(jì)，包含：

• ?PCIe Gen4交換矩陣?：4x8GT/s上行端口 + 1x8GT/s下行端口，支持單/雙/四鏈路配置
• ?USB 3.2 Gen2主機(jī)控制器?：集成xHCI協(xié)議棧，提供1×Type-C（10Gbps）+3×Type-A（USB2.0）接口
• ?2.5Gbps以太網(wǎng)MAC?：支持RGMII/SGMII/SGMII+接口，兼容802.3bz標(biāo)準(zhǔn)（10/100/1000/2500Base-T）
• ?可編程I/O子系統(tǒng)?：支持SMBus/SPI/UART/GPIO復(fù)用，通過(guò)PCIe端點(diǎn)控制器訪問(wèn)

?二、硬件設(shè)計(jì)要點(diǎn)?

1. ?接口時(shí)序控制?
   • ?PCIe PHY?：需滿足Gen4眼圖規(guī)范（8GT/s），參考時(shí)鐘抖動(dòng)<1ps RMS
   • ?USB Type-C?：CC1/CC2引腳需配置5.1kΩ下拉電阻（標(biāo)準(zhǔn)Type-C檢測(cè)）
   • ?RGMII時(shí)序?：TX_CLK與數(shù)據(jù)偏移需<0.3ns（IEEE 802.3-2018 Clause 35）
2. ?電源管理設(shè)計(jì)?

   電源域	電壓	最大紋波	旁路電容要求
   PCIe PHY	1.1V	±30mV	4×22μF MLCC
   USB 3.2	3.3V	±50mV	2×10μF鉭電容

三、開(kāi)發(fā)注意事項(xiàng)?

?PCB布局規(guī)范?

• ?164-DRQFN封裝?：13×13mm尺寸，0.5mm間距焊盤(pán)
• 關(guān)鍵信號(hào)線要求：
  • PCIe差分對(duì)：100Ω阻抗控制，長(zhǎng)度匹配±5mil
  • USB D+/D-：包地處理，避免與時(shí)鐘線平行走線

?散熱設(shè)計(jì)?

• 結(jié)溫計(jì)算：Tj=Ta+(θja×Pd)，工業(yè)級(jí)θja=28°C/W
• 建議使用4層板+2oz銅厚，底部裸露焊盤(pán)需8×8mm散熱過(guò)孔陣列