【经验】RapidIO交换芯片NRS1800国产化替换及兼容性设计方案介绍

时间： 2023-10-04 来源：井芯微电子公众号

技术问答

NRS1800 RapidIO交换芯片是井芯微推出的国内首款基于RapidIO Gen2协议开发、自主可控；与某公司的CPS1848芯片管脚兼容且功能相同，可用于原位替代（Pin to Pin）CPS1848。

本文井芯微电子就具体差异给出说明，并提供相应的参考设计方案：

芯片参数对比表

满足条件要求的情况下可以实现替换兼容，两者存在以下差异：

供电电源及上电顺序
SerDes旁路电阻
输出参考时钟
封装高度

针对差异点，井芯微电子也为您提供了相应的替换设计参考方案，并不影响1800原位替换1848的使用。

1、供电电源及上电顺序

我们看一下下图的电压对比，主要的差异就是NRS1800的VDD、VDDA以及VDDS三路电压是1.2V，CPS1848的为1.0V。这个主要是因为生产工艺的问题，这也造成了NRS1800的典型功耗比CPS1848高3w左右。

NRS1800与CPS1848电源对比

上电顺序上CPS1848是VDDS先上，VDDT后上，剩余电源无要求。而NRS1800必须是3.3V先上电，1.2V后上电，而且两者之间间隔最少10ms。

供电推荐方案

下图所示给出了一种推荐的电源供电方案：

VDD、VDDA、VDDS、VDDT都是单独一路供电

ISL8206单路输出电压为3.3V，最大负载电流为6A。通过磁珠分为VDD3A和VDD3。从VDD3电源域输出使能信号给ISL8225，完成上电时序控制。ISL8225是双路输出1.2V，每路负载电流15A，其中一路通过磁珠分为VDDA、VDDS、VDDT，另一路为VDD。

供电兼容方案

下图给出了1800与1848的兼容电路设计的电源供电参考方案：

VDDT单独一路供电
VDD、VDDA、VDDS三路共用一路供电

2、SerDer旁路电阻

SerDes旁路电阻的差异，井芯微电子为您提供了两个连接方案：

推荐方案

REXT_N 直接在封装基板上模拟地
REXT_P 串接一个 12.1K ±1%精度的电阻接地

兼容方案

正常使用NRS1800时，将电阻R1和R2全部焊接
替换竞争者时，只需将R2电阻去掉，然后将R1改为 9.1K 即可

3、输出参考时钟

NRS1800参考时钟输入幅度在600-1200mv,推荐参考时钟要求如下：

低抖动
高精度
抖动小于等于1ps
精度范围为±100ppm
推荐输入晶振156.25mhz

晶振方案-单片

1800参考时钟输入幅度在600-1200mv，芯片内部有端接50Ω，外部不用端接电阻。输入参考时钟为CML电平156.25Mhz频率，参考时钟的频率总精度是由初始精度、老化精度（频率随时间变化）和温度稳定性（频率随环境温度变化）组成，选用时钟晶振要具有良好的频率精度指标。

单片NRS1800时钟方案如下图所示：

时钟buffer方案-多片

如果几个交换芯片要同步使用，建议输入参考时钟同源。可以使用集成的时钟合成器扇出多个时钟或一个时钟合成器与Low-skew的时钟扇出缓冲器组合。时钟扇出缓冲器输出提供了独立但同步的时钟信号，这些扇出时钟信号再等长连接各个交换芯片。

多片1800使用的时钟方案如下图所示：

1800芯片原位替换重要的是保证输入幅度在600-1200mv，如果原来的应用输入幅度满足，不需要做变动。

4、封装高度

由于国内封装工艺的要求造成封装存在差距，但是原位替换上并不影响使用，如果顾客使用的冷板在间隙散热方面需要注意。

NRS1800:陶封（29*29*3.9mm）塑封工业级（29*29*2.68mm）

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