用DS2119M構(gòu)建SCSI終結(jié)器
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SCSI接口技術(shù)近幾年來(lái)取得了飛速的發(fā)展，并已在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器及多用戶多任務(wù)處理系統(tǒng)中得以廣泛運(yùn)用。然而繼SCSI-2之后，SCSI設(shè)備的不可缺少的重要元件，SCSI終結(jié)器也越來(lái)越受到人們的重視，人們?cè)谙硎躍CSI接口技術(shù)優(yōu)異性能的同時(shí)，卻不得不去研究和解決SCSI設(shè)備信號(hào)傳輸?shù)慕K端反射效應(yīng)所帶來(lái)的系列問(wèn)題，如數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題、無(wú)法識(shí)別SCSI設(shè)備以及系統(tǒng)不能可靠工作等。這種反射效應(yīng)的形成是由于傳輸線的終端阻抗不匹配而造成的，人們只有在SCSI設(shè)備的傳輸終端安裝一只終結(jié)器(一般是主動(dòng)式的)，它可以自動(dòng)識(shí)別SCSI設(shè)備的工作狀態(tài)及工作模式，并自動(dòng)提供一個(gè)匹配阻抗，從而消除反射效應(yīng)，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。本文將詳細(xì)介紹美國(guó)MAXIM公司推出的SCSI終結(jié)器芯片DS2119M，并給出用DS2119M構(gòu)建ULtra3 LVD/SE SCSI 終結(jié)器的典型應(yīng)用電路。
DS2119M特點(diǎn)
DS2119M具有如下特點(diǎn)：
可全面兼容Ultra2、 Ultra3、Ultra160以及Ultra320 SCSI；提供LVD/SE終結(jié)工作模式；自動(dòng)選擇LVD/SE終結(jié)模式；終結(jié)阻抗誤差不超過(guò)5%；內(nèi)置熱關(guān)斷電路；支持SCSI總線熱插拔；工作電壓2.7～5.5V。
DS2119M功能原理描述：
DS2119M是一只低電壓微分(LVD)終結(jié)模式和單端(SE)終結(jié)模式的多模式終結(jié)器專用集成電路。如果DS2119M終結(jié)器連結(jié)到單LVD SCSI總線，則DS2119M將以LVD終結(jié)模式工作；如果任何SE工作模式設(shè)備連接到該總線，則DS2119M將以SE終結(jié)模式工作；然而如果一只高電壓微分(HVD)設(shè)備被連結(jié)該總線，則DS2119M將使終結(jié)器與SCSI總線隔離。以上這些過(guò)程的變化都是由DS2119M的內(nèi)部電路感測(cè)SCSI總線上的DIFFSENS線上的電壓而自動(dòng)完成的。
如圖1所示，一個(gè)參考電源給兩個(gè)放大器供電，產(chǎn)生了一個(gè)1.25V的參考電壓和一個(gè)2.85V的參考電壓。內(nèi)部控制邏輯電路檢測(cè)這兩種參考電壓并提供給終結(jié)電阻。如果SCSI總線工作在LVD模式下，就使用1.25V的參考電壓；如果SCSI總線工作在SE模式下，系統(tǒng)將會(huì)使用2.85V的參考電壓。內(nèi)部控制邏輯電路將轉(zhuǎn)換輸入輸出并聯(lián)電阻，從而改變總的終結(jié)阻抗。
DS2119M內(nèi)部的DIFFSENSE電路是用以區(qū)分SE、HVD和LVD工作模式的，它將會(huì)給SCSI總線上的DIFFSENS線提供三種電壓中的一種電壓，兩只比較器和一個(gè)與非門電路將會(huì)區(qū)別出三種電壓，一種是低于0.6V，一種是高于2.15V，一種是介于兩者之間，這三種電壓分別指示SCSI總線工作于SE、HVD和LVD工作模式。
DS2119M的DIFFCAP腳監(jiān)控SCSI總線的DIFFSENS線，以決定系統(tǒng)工作于何種工作模式。
DS2119M的DIFFSENSE管腳同時(shí)也驅(qū)動(dòng)SCSI總線的DIFFSENS線(MSTR/SLV置高)，以決定SCSI總線的工作模式，DS2119M將會(huì)根據(jù)SCSI總線的DIFFSENS線上的電壓來(lái)確定SCSI總線正確的終結(jié)模式(SE、HVD、LVD)。
LVD模式：LVD模式是由DS2119M內(nèi)部的兩個(gè)電流源以及一系列精密電阻決定其最終終端阻抗，它提供了一個(gè)105W的微分阻抗和一個(gè)150W的共模式阻抗。在沒(méi)有設(shè)備連接到SCSI總線時(shí)，系統(tǒng)提供一個(gè)112mV的維持偏壓。
SE模式：進(jìn)入SE終結(jié)模式，SE參考電壓置2.85V，并且保持110W的終結(jié)阻抗。
HVD隔離模式：當(dāng)一只高電壓微分(HVD)設(shè)備接入SCSI總線，DS2119M能將其自動(dòng)識(shí)別出來(lái)，同時(shí)將終結(jié)器的各相關(guān)引腳從SCSI總線上隔離出來(lái)。
當(dāng)ISO端置高或在熱關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，終結(jié)器的各相關(guān)功能引腳將從SCSI總線上隔離出來(lái)，并且DIFFSENSE驅(qū)動(dòng)器關(guān)斷。
為了確保系統(tǒng)可靠工作，DS2119M的TPWR腳應(yīng)被連接到SCSI總線的TERMPWR線上，跟所有模擬電路要求一樣，TERMPWR和VDD線應(yīng)該就近濾波。通常在TPWR和地之間放置一只2.2mF的電解電容和一只0.01mF的高頻電容并且盡量靠近DS2119M芯片引腳。DS2119M芯片也要盡量靠近SCSI連接器，以減小電源以及信號(hào)線的行程，從而使輸入電容最小，減小對(duì)SCSI總線信號(hào)的影響。
為了保證系統(tǒng)按要求可靠工作，在每只DS2119M的VREF腳和地之間應(yīng)該放置一只4.7mF的電解電容和一只0.1mF高頻瓷介電容。
圖2是用3片DS2119M構(gòu)建的ULtra3 LVD/SE SCSI 終結(jié)器的典型應(yīng)用電路。該電路外圍電路簡(jiǎn)單，元件較少，且DS2119M的外圍引腳只有28腳，排版制作很方便。由于電路簡(jiǎn)單，減少了PCB電路總布線量，可以改善走線間的串?dāng)_，提高了該SCSI終結(jié)器的可靠性。在實(shí)際運(yùn)用中，我們感覺(jué)到用DS2119M構(gòu)建的SCSI終結(jié)器，其終結(jié)性能比較優(yōu)越，可以改善一般SCSI終結(jié)器在傳輸距離達(dá)到8米以上誤碼率高的問(wèn)題，且兼容性較好。從理論上講，用該電路實(shí)現(xiàn)的SCSI終結(jié)器支持的最大數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)320MB/s(雖然目前數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)320MB/s的SCSI設(shè)備還很少見(jiàn))。
在器件的選擇上，連接在DS2119M VREF引腳上的4.7mF電容及TPWR引腳上的2.2mF電容應(yīng)選用高分子有機(jī)半導(dǎo)體固體電解電容器，該類電容有著較低的等效串聯(lián)阻抗及漏電流，有著良好的高溫負(fù)荷特性，且使用溫度范圍較寬，使用該類電容可以大大提高產(chǎn)品的可靠性。
另外連接在VREF及TPWR引腳上的高頻瓷介電容請(qǐng)用片狀電容器，這樣可降低引線電感，提高濾波性能。
在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)請(qǐng)采用四層板結(jié)構(gòu)型式，表面兩層為信號(hào)層，中間地層和電源層，地層電源層采用大面積布線型式。信號(hào)層上的過(guò)孔應(yīng)盡量小且少，這樣不僅可以減小路徑電感，而且可以減少高頻信號(hào)層與層之間的相互影響。
結(jié)語(yǔ)
本文介紹的SCSI終結(jié)器有著較強(qiáng)的兼容性，支持總線熱插拔，并且制作方便?！?BR> 
圖1 DS2119M功能原理圖
圖2 SCSI終結(jié)器的典型應(yīng)用電路
評(píng)論