HCSL基本電路結(jié)構(gòu)及其相互轉(zhuǎn)換

HCSL：高速電流控制邏輯（High-speed Current Steering Logic）是Intel為PCIe參考時(shí)鐘定義的差分時(shí)鐘，用于PCIe2.0電氣規(guī)范中定義對(duì)RefClk時(shí)鐘所定義的標(biāo)準(zhǔn)；PCIe時(shí)鐘采用HCSL這個(gè)電平標(biāo)準(zhǔn)使RC（CPU）側(cè)與EP（子卡）側(cè)時(shí)鐘，在不同生產(chǎn)廠家之間能夠保持電平兼容。它需要串行33Ω電阻和驅(qū)動(dòng)源端50Ω電阻下拉到地。HCSL為電流輸出驅(qū)動(dòng)，輸出結(jié)構(gòu)通過(guò)50Ω電阻器下拉接地的15mA開(kāi)關(guān)電流驅(qū)動(dòng)，標(biāo)稱(chēng)信號(hào)擺幅750mV。

HCSL基本電路結(jié)構(gòu)

如下圖所示，HCSL驅(qū)動(dòng)器是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電流驅(qū)動(dòng)電路，具有開(kāi)源輸出的差分邏輯，每個(gè)輸出引腳在0和14mA之間切換：當(dāng)一個(gè)輸出引腳為低電平（0）時(shí)，另一個(gè)輸出引腳為高電平（驅(qū)動(dòng)14mA）；OUT+引腳和OUT-引腳通常連接到差分傳輸線（Z0 =100Ω）或單端傳輸線（Z0 =50Ω），這需要一個(gè)外部端接電阻（50Ω到GND），從而為HCSL輸入結(jié)構(gòu)提供700mV的擺幅電平；V = 14mA * 50Ω = 700mV；HCSL輸出是經(jīng)過(guò)控制正負(fù)輸出差分對(duì)中的14mA電流，其電源功耗為14mA * 3.3V ≈ 50mW；
HCSL輸入要求IN +和IN-的兩個(gè)輸入引腳上的單端擺幅為700mV，共模電壓約為350mV；

HCSL電平匹配

HCSL的電平匹配方法如下圖所示，有兩種電平匹配方式：終端匹配和源端匹配；正如我們?cè)赑CIe時(shí)鐘設(shè)計(jì)所示，只要在芯片內(nèi)部?jī)?nèi)置50Ω的下拉電阻，那么只需直連設(shè)計(jì)。

LVPECL到HCSL的轉(zhuǎn)換

如下圖所示，在LVPECL驅(qū)動(dòng)器輸出端向GND放置一個(gè)150Ω電阻對(duì)于開(kāi)路發(fā)射極提供直流偏置以及到GND的直流電流路徑至關(guān)重要。為了將800mV的LVPECL擺幅衰減到700mV的HCSL擺幅時(shí)，必須在150Ω電阻之后放置一個(gè)衰減電阻（RA =8Ω）。應(yīng)在HCSL接收器前面放置一個(gè)10nF交流耦合電容，以阻止來(lái)自LVPECL驅(qū)動(dòng)器的直流電平。放置交流耦合電容后，HCSL輸入需要重新偏置，可以通過(guò)將470Ω電阻連接3.3V和56Ω電阻到GND上來(lái)實(shí)現(xiàn)HCSL接收機(jī)輸入共模的350 mV直流電平

HCSL到LVDS的轉(zhuǎn)換

在下圖中，每個(gè)HCSL輸出引腳在0和14mA之間切換。當(dāng)一個(gè)輸出引腳為低電平（0）時(shí)，另一個(gè)為高電平（驅(qū)動(dòng)14mA）。HCSL驅(qū)動(dòng)器的等效負(fù)載電阻為48Ω，與50Ω并聯(lián)，相當(dāng)于23.11Ω。LVDS輸入的擺幅為14mAx23.11Ω= 323mV。應(yīng)在LVDS接收器前放置一個(gè)10nF交流耦合電容，以阻止來(lái)自HCSL驅(qū)動(dòng)器的直流電平。放置交流耦合電容后，LVDS輸入需要重新偏置，可以通過(guò)將一個(gè)8.7KΩ電阻連接到3.3V和5KΩ電阻連接到GND來(lái)實(shí)現(xiàn)LVDS接收器輸入共模的1.2V直流電平。如果LVDS接收器差分輸入引腳上已經(jīng)存在有100Ω電阻，則不需要外部100Ω電阻。

HCSL到CML的轉(zhuǎn)換

在下圖中，每個(gè)HCSL輸出引腳在0和14mA之間切換， 當(dāng)一個(gè)輸出引腳為低電平（0）時(shí)，另一個(gè)為高電平（驅(qū)動(dòng)14mA）。HCSL驅(qū)動(dòng)器的等效負(fù)載電阻為68Ω，與50Ω電阻并聯(lián)，相當(dāng)于28.81Ω。CML輸入的擺幅為14mAx28.81Ω= 403mV。應(yīng)在CML接收器前面放置一個(gè)10nF交流耦合電容，以阻止來(lái)自HCSL驅(qū)動(dòng)器的直流電平。另外，必須確認(rèn)CML接收器輸入內(nèi)部的自偏置。如果沒(méi)有CML輸入端的自偏置，則必須在CML偏置和傳輸線端接的PCB上放置一個(gè)50Ω的端接電阻到VCC。