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1 LVDS 1

2 ( LVDS) / 50% 2

3 ( LVDS) / 50% 3

4 USB Mbps Serial ATA Gen1 1.5Gbps PCI Express Gen1 2.5Gbps 4

5 Host Data Device Clock 5

6 Data Skew Host Data Device Clock Setup Hold Data Skew 6

7 Host Data Device Clock Setup Hold Propagation Delay 7

8 EMC Current Host Data Device Clock Current 8

9 / USB mV 2,083ps 10%-90% 500ps min (0.24UI) Serial ATA 500mV 667ps 20%-80% Gen 1 100ps min 0.15UI) 273ps max PCI Express 400mV 400ps 20%-80% Gen UI min (50ps min) 0.2Vcc-0.6Vcc PCI 3.3V (0V-3.3V) 30,000ps 1ns min (0.033UI) 4ns max 9

10 Low Voltage Differential Signaling 10

11 90% dv/dt = 4V/ns 5V 10% 1ns dv/dt = 4V/ns 90% 10% 1V 200ps 11

12 dv/dt = 1.32V/ns 0.6Vcc 3.3V PCI 3.,3V 0.2Vcc 1ns dv/dt = 1.32V/ns 80% 20% 500mV Serial ATA 303ps 273psmax 111% 12

13 80% 90% 20% 1UI 10% PCI PCI Express Serial ATA USB2.0 13

14 14

15 (D+) 500mV (D-) 500mV (D+) (D-) -500mV 1V 500mV 15

16 EMI EMI Current (D+) (D-) Current LVDS 16

17 ( LVDS) / 50% 17

18 / / 18

19 / 19

20 PCI Expres 13.2dB 0.3UI 20

21 Dr. Howard Johnson Signal Consulting Inc. 21

22 22

23 23

24 24

25 : 1Gbps 500MHz MHz MHz 1 -> UI :1ns

26 26

27 ns 2ns 500MHz ns 250MHz ns 167MHz MHz 8ns 27

28 ( 50cm) ns 2ns 500MHz ns ns 250MHz 167MHz MHz 8ns 28

29 ( 50cm) 29

30 LVDS (DS90LV047/048) 3.3V 30

31 LVDS (DS90LV047/048) 25MHz 100MHz 50MHz 2 3m 31

32 LVDS (DS90LV047/048) 32

33 LVDS (DS15BR400EVK) 3.3V 33

34 LVDS (DS15BR400EVK) 200MHz 750MHz 2 350MHz 34

35 ( LVDS) / 50% 35

36 36

37

38 ( ) 38

39 ( ) 39

40 ( ) 40

41 41

42 42

43 One Level Eye Height Eye Amplitude Zero Level Eye Width UI 43

44 LVDS 44

45 Vmax Vmin Vnorm Jitter Tr UI 45

46 46

47 ExclusiveOR 47

48 PRBS3 X3+X+1 X -1 + X -1 X

49 PRBS3 X3+X

50 PRBS7 X7+X3+1 X -1 X -1 X -1 + X -1 X -1 X -1 X

51 (2.5Gbps) 800MHz LPF 1 51

52 LVDS (DS15BR400EVK) 52

53 LVDS (DS15BR400EVK) V 53

54 LVDS (DS15BR400EVK) ( ) 54

55 LVDS (DS15BR400EVK) ( ) 55

56 LVDS (DS15BR400EVK) ( ) 56

57 LVDS (DS15BR400EVK) ( ) 57

58 LVDS (DS15BR400EVK) ( )

59 Transmitter Transmitter Receiver Receiver 59

60 LVDS (DS15BR400EVK) ( ) 60

61 LVDS (DS15BR400EVK) ( )

62 LVDS (DS15BR400EVK) ( ) 62

63 LVDS (DS15BR400EVK) ( ) 63

64 ( LVDS) / 50% 64

65 ( ) LVDS / LVDS 65

66 ( ) Texas Instruments Interface Circuits for TIA/EIA-644 (LVDS) 66

67 / X8 PLL > > Serializer/Deserializer=>Serdes( ) Modulator/Demodulator=>Modem 67

68 P S S P 68

69 P S S P X PLL 69

70 National Semiconductors FPD Link

71 (NRZ ) 1 Setup Hold D Q > (D ) Setup time Hold time 71

72 Setup time Hold time ( ) ( ) CDR PLL(DLL) 72

73 PLL ( ) ( ) PLL 73

74 ( LVDS) / 50% 74

75 LVDS

76 LVDS

77 77

78 o o o o = L/C) L C: R L C = V2 / V1 = o o / o o o o V V2 78

79 ( ) / 79

80 ( )

81 PCI Express Electrical Interconnect Design Practical Solutions for Broard-level Integration and Validation INTEL PRESS ISBN $

82 7 mils mm 7 mils mm r = 3.6 +/ mils 0.127mm 5 mils 0.127mm 20 mils 0.508mm 5 mils 0.127mm 5 mils 0.127mm 2.0 mils +0.8/ mm / r = 4.1 +/ mils +/ mm +/

83 5 mils 0.127mm 5 mils 0.127mm 5 mils 0.127mm 5 mils 0.127mm 20 mils 0.508mm 5 mils 0.127mm 5 mils 0.127mm r = 4.1 +/- 0.3 r = 4.1 +/ mils mm 1.3 mils mm 6.2 mils mm 6 83

84 TDR TDR DUT Z S = 50 Ω V incident V reflected + V meas - Z 0 = 50 Ω Z Load = 50 Ω TDR (20ps WaveExpert ) DUT ( ) 84

85 TDR V meas TDR 2(V incident ) V reflected = +V incident V incident V reflected = 0 TDR t=0 V reflected = -V incident 85

86 TDR : 75 TDR Module Device Under Test Z S = 50 Ω Step Generator + V meas - V incident Z 0 = 50 Ω V reflected Z Load V reflected = V incident ( Z Load Z 0 Z Load + Z 0 = V incident ( ) = V incident ( 25 ) 125 = 1 5 V incident ) 2(V incident ) V meas TDR Display V measured = V incident + V reflected = 1.2(V incident ) V incident V measured = V incident time 86

87 : TDR 87

88 88

89 89

90 90

91 200mil 91

92 PCI Express Electrical Interconnect Design Practical Solutions for Broard-level Integration and Validation Better Good AC 3 92

93 PCI Express Electrical Interconnect Design Practical Solutions for Broard-level Integration and Validation 93

94 PCI Express Electrical Interconnect Design Practical Solutions for Broard-level Integration and Validation 94

95 PCI Express Electrical Interconnect Design Practical Solutions for Broard-level Integration and Validation 95

96 100ps Gbps Zo V(t) Zo V(t) 100ps 96

97 EMC 97

98 HS 98

99 FS 99

100 ( LVDS) / 50% 100

101 PLL LSI TTL/CMOS GND PLL LSI 101

102 Vdd i t t 102

103 GND Zanalog Zdigital Zpass 103

104 PLL LS I/O GND LOGIC ANALOG GND GND GND 33 F I/O Logic Analog 0 H 0.1 F GND 104

105 PLL LS GND LOGIC ANALOG GND I/O Logic Analog 0 H 33 F 0.1 F GND 105

106 LVDS LSI LVDS 106

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