Resumen: El MAX4951BE SATA I / II / III bidireccional redriver ecualización de entrada de características, pre-énfasis, y dos nuevos modos de baja potencia. Este dispositivo permite carreras largas de FR-4 o cable flexible para ser parte del sistema, que todavía se reúne necesarios puntos de cumplimiento eSATA. El MAX4951BE supera los problemas de juego un host SATA a una conexión eSATA externo.
Introducción
SATA ¹ se ha convertido en la conexión ubicua a los discos duros en los dos ordenadores portátiles y PCs de escritorio. SATA está disponible en dos formas básicas, internos y externos (eSATA). Ambas formas usar siete cables conductores con dos pares balanceados y los terrenos entre los pares. Además, eSATA puede ser utilizado para recorridos de hasta 2 m de longitud y añade blindaje para el cable. Muchas computadoras portátiles y computadoras de escritorio tienen un conector eSATA para ser utilizado con una unidad eSATA. Velocidades de datos actuales de 3.0 Gbps puede transferir datos hasta 10 veces la velocidad de USB 2.0 unidades. A diferencia de los cables paralelos torpes, SATA y los cables eSATA son delgados y flexibles, y relativamente fácil de manejar.
Desafío de la conexión de un puerto eSATA para una conexión SATA
SATA y eSATA de transferencia de datos a 3,0 Gbps o 300 Mbps. La señal de eSATA se deriva generalmente de un puerto estándar SATA interno. Esta señal se propaga por una placa de circuito impreso y enviado a un conector eSATA. Muchos anfitriones no tienen las capacidades de la unidad para dar cabida a las pérdidas de la junta, el conector y el cable.
El MAX4951BE supera los problemas de apareamiento de un puerto eSATA para la conexión SATA. El MAX4951B impulsa el cable eSATA y mejora las señales en ambas direcciones a través de la igualación. Ecualización de entrada (EQ) y salida de preénfasis (PE), tanto para mejorar la calidad de la señal. Tanto los restos de mesa y los cables presentan una característica filtro de paso bajo, un tablero típico o cable puede exhibir un punto-3dB a 600MHz. Desde la junta directiva o pérdidas en los cables dependen de la frecuencia, la pareja ideal sería un dispositivo que compensa las pérdidas de alta frecuencia. Con eSATA, el sistema debe hacer frente a las señales de movimiento en dos direcciones: una señal va desde el host al dispositivo de almacenamiento, y se regresa desde el dispositivo de almacenamiento al host.
Figura 1. Un típico eSATA a SATA de instalación. El anfitrión lleva varios centímetros de la junta o el cable en el conector eSATA y un cable eSATA 2 m en el disco duro.
Configuración básica
La figura 1 ilustra una colocación típica. El centro de control (host) es varias pulgadas de la MAX4951BE. El anfitrión lleva varios centímetros de la junta o el cable en el conector eSATA, y luego un cable eSATA 2 m en el disco duro. La señal desde el host sólo puede pasar especificaciones internas; la señal puede ser tan pequeña como 400 mV PP . A continuación, viaja a través de 3 pulgadas a 9 pulgadas de la tarjeta al conector. A veces, esta señal se conecta a la placa con un conector flexible o cinta, y las pérdidas de 1 dB a 7 dB no son infrecuentes. En ese caso. un 400mV PPde la señal ya no pasan eSATA requisitos de nivel de salida. Además, la atenuación progresiva de alta frecuencia se introducen fluctuación dependiente (D J ).
Importancia de la igualdad
El MAX4951BE contiene una limitación de amplificador con ecualización de entrada. Ecualización de entrada añade un filtro de paso alto en frente del amplificador limitador, para compensar los efectos del filtro de paso bajo en el tablero o cable. La amplitud de salida se restaura y constante para cualquier señal de 200mV a 1600mV. El nivel de salida está fijado a 600mV ≤ PP , superando así las pérdidas de mesa. Figura 2A muestra el diagrama de ojo para la salida del dispositivo, lo que fácilmente se encuentra con el ≥ 400 mV PP requisito de la señal. La entrada de EQ ayuda a eliminar cualquier fluctuación causada por el filtrado de paso bajo de la tabla.
Importancia de Preénfasis (PE)
La señal en la Figura 2A cumple con creces los requisitos de eSATA. Si la señal tiene que conducir o de cable plano flexible o largo plazo FR-4 para llegar a la conexión, se necesita ayuda. La cinta y el cable flex hacer un enlace de 3,0 Gbps no ideal, sino que introducir más pérdidas, atenuación progresiva de alta frecuencia, y jitter. El MAX4951BE tiene una configuración opcional para añadir PE a la salida. PE mejora la respuesta de alta frecuencia de la señal después de que salga el chip y viaja al conector. PE añade la amplitud cada vez que una transición de bits de un 1 a un 0 o un 0 a 1. Ver la Figura 2B . Cada vez que un bit de transición se produce, el MAX4951BE suministra energía adicional a esto un poco con el PE habilitado. El extra de energía de alta frecuencia ayuda a superar las pérdidas de alta frecuencia en el conector y el cable / montaje del zócalo, sino que debe ser usado si el MAX4951BE debe manejar una carrera difícil para el conector. El diseñador puede planificar el tablero con una resistencia de pull-up a los pines 8 y 9.Si el ojo en los puntos de eSATA de cumplimiento en el diagrama de ojo se cierra, a continuación, añadir la resistencia de pull-up. Si la señal muestra una gran cantidad de sobreimpulso en el zócalo, a continuación, PE no es necesario y el pullup simplemente se puede quitar. El MAX4951BE tiene resistencias internas desplegables para estos pines no necesita resistencias a tierra. Para el retorno de la señal a la máquina, no hay ningún punto de cumplimiento. Una buena "regla de oro" sería el uso de PE si hay> 5 pulgadas entre el MAX4951BE y el anfitrión, o si la señal debe atravesar varias vías. El "protuberancia" en la Figura 2B muestra el aumento en el contenido de alta frecuencia para un bit de transición. La captura de pantalla del osciloscopio muestra un excelente rendimiento para la conducción de un plazo tabla larga o cable.
Figura 2A. El diagrama de ojo para la salida de la MAX4951BE, que fácilmente se encuentra con el = 400mV PPrequisito de la señal.
Figura 2B. PE añade la amplitud cada vez que una transición de bits de un 1 a un 0 o un 0 a 1.
Chapoteo fuera de banda (OOB) Señales
La señal de SATA / eSATA es complejo y contiene fuera de banda (OOB) las señales que se utilizan para protocolo de enlace inicial. Oobs son estallidos de 1,5 Gbps, lo que se interpreta en el sobre ( Figura 3 ). El MAX4951BE emplea un rápido silenciador sistema para eliminar cualquier salida si la señal está por debajo del nivel requerido. Esta característica garantiza que la salida no se amplifica si hay ruido en la entrada. Los silencia MAX4951BE cuando la señal es <100 mV PP , con lo que se ajustan a las especificaciones de SATA.
Figura 3. Oobs son estallidos de 1,5 Gbps.
Condensador de acoplamiento en la entrada y salida
La tabla final deben establecerse con cuidado para que coincida con las entradas de 50O del dispositivo. El diseñador debe consultar con el proveedor de tablero de modo que un "stack-up" produce 100W huellas equilibradas. El MAX4951BE debe ser el condensador, junto a la presentadora, y lado de la transmisión. No hay ningún problema si la unidad y la utilización de los condensadores de acoplamiento MAX4951BE (≤ 12nf), tanto en la entrada y salida. Si el diseñador coloca el cierre MAX4951BE al conector eSATA y no utiliza un cable de cinta para la conexión, a continuación, el uso de PE podría provocar que el sistema a estar fuera de especificación para la amplitud máxima. En este caso, se advierte al usuario para eliminar la resistencia pullup recomendada en el pin 9.
Gestión de energía
El consumo de energía es un tema importante para la mayoría de los diseños. El MAX4951BE emplea dos de ahorro de energía que pueden ser usados ya sea solos o combinados.
Como se mencionó anteriormente, el dispositivo contiene un silenciador para determinar si hay una señal de entrada válido. Aproximadamente 3/4 de corriente del dispositivo se consume en las etapas de salida. El MAX4951BE reduce el consumo de energía por entrar en un modo de suspensión parcial cuando no hay señal válida. Cuando no hay actividad SATA, entonces el dispositivo sólo consume un 15 mA ≈. El tráfico de SATA no es continua y un patrón de tráfico típicos reduce el consumo medio de ≈ 50% del consumo máximo.
El MAX4951BE también tiene un cable de detección (CAD) pin, pin 18, que se interna sacó a 3,3 V con una resistencia 300kΩ. Si el pasador 18 se deja flotante, el dispositivo está consumiendo <1mA. Este pin es en realidad una baja pin de habilitación y, si se basa, permite el funcionamiento normal. Es muy fácil tener este acto pin como apagado autom función.
La automatización de un Power-Down
El conector SATA / eSATA tiene tres clavijas de tierra, los pines 1, 4 y 7. Para automatizar el apagado, basta con levantar uno de estos pines (por ejemplo, el pin 1) de la tierra y atar el pin 18 a la misma. Cuando una unidad de cable / duro está conectada, entonces nuestro ejemplo el pin 1 se conecta a tierra mediante los pines 4 y 7, lo que permite al MAX4951BE ( Figura 4 ). Si existe la preocupación acerca de la porción de alta frecuencia, el diseñador puede simplemente poner un condensador 5NF del pin 1 a tierra, por lo tanto de CA a tierra el pin. Cuando no hay ningún cable conectado, el MAX4951BE está operando a casi el cero de corriente, con un disco duro conectado, entonces las funciones MAX4951BE normalmente.
Si automático de apagado no se desea, el diseñador puede simplemente tierra el pin 18 y el dispositivo funciona con normalidad, siendo el empleo de la potencia más baja silenciador se describió anteriormente. El diseñador se anima a la disposición del tablero con una almohadilla de 0402 para el pin 18 a GND. Un condensador 1NF 5NF de 0402 debe ser colocado en esta posición y las pruebas realizadas. Si esta característica de baja potencia no se considera que vale la pena, entonces basta con sustituir el condensador con una resistencia de 0Ω.
Figura 4. Configuración automática de apagado con la MAX4951BE.
6.0Gbps de datos de tarifas y conexiones eSATA
SATA y eSATA han evolucionado de 1,5 Gbps a velocidades de datos de 3.0Gbps y más recientemente a 6.0Gbps. La versión actual de la especificación SATA es v 3.0, que ahora incluye la tasa de datos de 6.0Gbps para las unidades internas. La especificación aún no incluye eSATA, sin embargo, se espera que sea modificado para incluir eSATA en los próximos meses. El diseñador tendrá un tiempo muy difícil tratar de diseñar un tablero para manejar este tipo de datos sin el uso de un dispositivo de redriver. Maxim diseñó el MAX4951BE para actuar en 6.0Gbps sin ninguna modificación. En el diseño y calificación de los dispositivos, es reconfortante saber que el mismo dispositivo se puede utilizar con la próxima generación de hardware. La Figura 5 muestra el desempeño de la MAX4951BE a una señal de 6.0Gbps. Con un ojo abierto y casi sin fluctuaciones, el dispositivo está listo para ser utilizado cuando 6,0 Gbps eSATA está finalizado.
Figura 5. De una señal de 6.0Gbps, el MAX4951BE produce un ojo abierto con fluctuación mínima y está listo para su uso con la especificación eSATA anticipado.
El diseñador debe tener en cuenta la solidez de un dispositivo es que las interfaces con el mundo exterior. eSATA es un excelente trabajo de mantener sus patas de la exposición, sin embargo, hay un problema. Con eSATA no es posible simplemente agregar una descarga electrostática (ESD de protección de los diodos ya sea interna o externamente a la parte. Incluso un 1pF diodo de derivación de 100Ω se reactancia a la salida en la tasa de 3.0 Gbps de datos. Maxim anticipó a la velocidad de datos y eSATA ha añadido una protección interna para un máximo de ± 8 kV, modelo del cuerpo humano . Todas las especificaciones de rendimiento ya incluyen esta protección para asegurar la integridad del dispositivo.
Conclusiones
El MAX4951BE coincide con un host SATA a una conexión eSATA externo. El dispositivo emplea tanto la igualación de entrada y de salida seleccionable pre-énfasis para superar las pérdidas de mesa y la inducida jitter. El MAX4951BE tiene dos características de bajo consumo para reducir el consumo, la parte consume <1mA si un disco duro no está conectado, y reduce la potencia cuando no hay tráfico de eSATA.
El diseñador puede establecer la parte en fase de prototipo con unas resistencias de unos pocos como los puentes y luego decidir qué modos son las adecuadas. Esto ahorra el tiempo de depuración de código y pruebas de software.Por último, el dispositivo es muy robusta, con ± 8 kV de la protección contra descargas electrostáticas . Se trata de "a prueba de futuro", ya que se puede utilizar con unidades de disco SATA 3.0. Una evaluación (EV) kit está disponible para el MAX4951B, ver MAX4951BEVKIT . El kit de EV placa incluye conectores SATA y los puentes para el que se fija, y una sección separada para poner a prueba el rendimiento de alta frecuencia con conectores SMA.
¹ SATA es el Serial Advanced Technology Attachment, interfaz de alta velocidad de serie de dispositivos de almacenamiento.
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