Microchip Technology PCI11414C Single-Chip-PCIe-Schalter
Die PCI11414C Single-Chip-PCIe-Schalter von Microchip Technology integrieren einen USB 3.2 Gen 2 Host-Controller, einen Ethernet-MAC und programmierbare I/O. Der PCI11414C von Microchip verfügt über PCIe-Schnittstellen mit einem 4-spurigen (4×8 GT/s) Upstream-Port und einem 1-spurigen (1×8 GT/s) Downstream-Port und unterstützt maximale Leitungsraten von 8 GT/s, um dem wachsenden Bedarf an PCIe-Subsystemen mit höhererBandbreite in eingebetteten Applikationen gerecht zu werden. Die Upstream-Verbindung kann über eine oder mehrere Lanes betrieben werden, um die Systemarchitektur zu optimieren. Das Bauteil beinhaltet eine vollständig konforme PCIe-Implementierung, die sich von den externen PHY-Schnittstellen über die Schaltstruktur bis hin zu den Endpunkt-Controllern erstreckt. PCIe-Präzisionszeitmessung (PTM), kompatibel mit der PCI Express Basis-Spezifikation R5.0 V1.0, ermöglicht eine genaue Timing-Synchronisierung zwischen Bauelementen durch Ermittlung der Beziehung zwischen lokalen Gerätetakten und einem gemeinsam genutzten PTM-Master-Zeitbereich.
Der PCI11414C integriert einen USB-IF- und xHCI-kompatiblen USB 3.2 Gen 2 Host-Controller, der zwei USB 3.2 Gen 2 Type-C®-Anschlüsse und drei USB 2.0 HS/FS/LS Typ-A-Anschlüsse unterstützt. Die USB-C-Funktionalität umfasst die Verwaltung von CC1- und CC2-Konfigurationskanälen, während Überstrommessung (OCS) und Vbus-Port-Kontrolle ein robustes Leistungsmanagement gewährleisten. Darüber hinaus verfügt das Bauteil über einen IEEE 802.3-konformen 2,5-GBit/s-Ethernet-MAC mit RMII-, RGMII- und SGMII-Schnittstellen, die Datenraten von 10/100 MBit/s, 10/100/1000 MBit/s und 1/2,5 GBit/s unterstützen und somit eine flexible Ethernet-Konnektivität für eine Vielzahl eingebetteter Applikationen ermöglichen.
Ein programmierbarer Pin-Multiplexer ermöglicht es Designern, den Gehäuse-Pins I/O-Funktionen zuzuordnen, entweder mit der Standardkonfiguration oder mit einer auf die Applikation zugeschnittenen, benutzerdefinierten Signalführung. Zu den unterstützten Funktionen gehören USB-bezogene Signale, GPIO und SMBus, die alle über einen dedizierten PCIe Endpunkt-Controller zugänglich sind. Obwohl das Bauteil mehrere interne Takte erfordert, werden diese innerhalb einer integrierten Takt-Farm erzeugt, so dass nur ein einendiger externer 25-MHz-Takt oder -Quarz und ein PCIe-Referenztakt benötigt werden. Die Softwareintegration wird durch Standardabstraktionen unterstützt, die mit den gängigen Betriebssystemen kompatibel sind. Der Microchip PCI11414C ist in einem 164-poligen DQFN-Gehäuse erhältlich und in den Temperaturbereichen kommerziell (0 °C bis +70 °C), industriell (-40 °C bis +85 °C) und Automobilstandard 3 (-40 °C bis +85 °C) verfügbar.
Merkmale
- Integrierte PCIe-Schaltstruktur (8 GT/s), 512 Byte maximale Nutzdatengröße
- Integrierte physikalische PCIe-Schnittstellen
- 4-spuriger (4x 8 GT/s) Upstream-Port ermöglicht Einzel-, Dual- oder 4-Lane-Verbindungen
- 1-spuriger (1x 8 GT/s) Downstream-Port
- Integrierte physische USB 3.2 Gen 2 (10 GBit/s)-Schnittstellen
- Integrierter xHCI USB 3.2 Gen 2 (10 GBit/s) USB-Host-Controller
- 2 x Gen 2 PHY (10 Gbit/s)
- 4 x USB-HS/FS/LS-PHY
- Mehrere Konfigurationsoptionen für USB Type-C oder Typ A
- 2,5 GBit/s Ethernet-MAC
- IEEE 802.3-konform
- RMII-Unterstützung für 10/100 MBit/s
- RGMII-Unterstützung für 10/100/1000 MBit/s
- SGMII Unterstützung für 1 Gbps
- SGMII + Unterstützung für 2,5 Gbps
- Unterstützung für Jumbo-Rahmen
- Präzisionszeitprotokoll
- IEEE Std 1588™-2008 E2E und P2P Ein- und Zweischritt-Unterstützung
- IEEE Std 1588-2008 programmierbare Zeitvergleichsausgabe (z. B. 1PPS)
- Zwei externe Netzteile (+3,3 V und +1,1 V)
- Umfassendes Leistungsmanagement mit PCIe 3.1 Low Power Sub-States (LPSS) - L2 (mit Hilfsstromversorgung), LPSS L1.1 (Ruhezustand) und L1.2 (Aus)
- Leistung und I/O
- Integrierte Power-On-Reset-Schaltung mit konfigurierbarem Unter-/Überspannungsschutz
- Latch-Up-Leistung übertrifft 150 mA gemäß EIA/JESD78, Klasse II
- ESD-Leistung gemäß JEDEC Klasse 2
- UARTs
- RS232/RS422/RS485
- Automatische Richtungssteuerung
- Standard- und erweiterte Geschwindigkeitsunterstützung
- Grundlegende oder umfassende Signalunterstützung
- Multifunktions-GPIOs
- Programmierbarer Pin-Multiplexer
- Möglichkeit zur Verwendung eines kostengünstigen 25-MHz-Quarzes oder -Taktes für eine geringere BOM
- PCIe-Präzisionszeitmessung (PTM)
- Unterstützung für gemeinsamen Referenztakt und separate Referenztakte (SRNS und SRIS)
- SPI-Peripherieschnittstelle
- SMBus Zielschnittstelle
- SMBus-Controller-Schnittstelle
- JTAG-TAP
- PVT-Sensor
- Erhältlich in den Temperaturbereichen kommerziell, industriell und AEC-Q100 Klasse 3
- Bleifreies, RoHS-konformes 164-Pin-DQFN-Gehäuse
Applikationen
- Single-Board-Computer (SBCs)
- AIoT-Edge-Computing
- Industrie-PCs (IPCs)
- Edge-Appliances
- Speichererweiterungen
Technische Daten
- Versorgungsspannungsbereiche
- 1,09 V bis 1,21 V für 1,1 V Versorgung
- 2,97 V bis 3,63 V für 3,3 V Versorgung
- 3,07 V bis 3,63 V analoger Versorgungsbereich für 3,3 V Versorgung
- Variable Versorgungsspannungsbereiche
- Bereich von 1,62 V bis 1,98 V bei 1,8 V
- Bereich von 2,25 V bis 2,75 V bei 2,5 V
- Bereich von 2,97 V bis 3,63 V bei 3,3 V
- Reset-Strom
- 187,2 mA für 1,1 V Versorgung
- 15,48 mA für 3,3 V Versorgung
- Ruhestrom
- 329 mA für 1,1 V Versorgung
- 42,8 mA für 3,3 V Versorgung
- Leerlaufstrom
- 704 mA für 1,1 V Versorgung
- 110 mA für 3,3 V Versorgung
- USB Wirkstrombereiche
- 825 mA bis 1.237 mA für 1,1 V Versorgung
- 125 mA bis 148 mA für 3,3 V Versorgung
- Ethernet Wirkstrom
- RGMII bei 1.000 MBit/s Verbindung
- 421 mA für 1,1 V Versorgung
- 87 mA für 3,3 V Versorgung
- SGMII bei 2.500 MBit/s Verbindung
- 480 mA für 1,1 V Versorgung
- 78 mA für 3,3 V Versorgung
- RGMII bei 1.000 MBit/s Verbindung
- Peripherie Wirkstrom
- 4x UART-Kanäle mit 4 MBit/s maximale Baudrate
- 334 mA für 1,1 V Versorgung
- 56 mA für 3,3 V Versorgung
- 2 SPI-Controller mit einer Geschwindigkeit von 30 MHz und 1 I2C-Controller mit einer Geschwindigkeit von 1 MHz
- 174 mA für 1,1 V Versorgung
- 35 mA für 3,3 V Versorgung
- 4x UART-Kanäle mit 4 MBit/s maximale Baudrate
- PCIe Wirkstrom – 4-spuriger UFP + 1-spuriger DFP bei 8 GT/s
- 746 mA für 1,1 V Versorgung
- 116 mA für 3,3 V Versorgung
- 0 ms bis 5 ms Stromversorgungs-Einschaltzeitbereich
- Umgebungsbetriebstemperaturbereiche bei Windstille
- 0 °C bis +70 °C für den kommerziellen Bereich
- -40 °C bis +85 °C für den industriellen Bereich
- -40 °C bis +85 °C für Automobilstandard 3
- +125 °C maximale Sperrschichttemperatur
- 3 kV ESD-Schutz nach dem Human Body Model (HBM)
Internes Blockdiagramm
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Kombiniert einen USB 3.2 Gen 2 Host-Controller, Ethernet-MAC und programmierbare I/O.