アプリケーションノート 3915

DS26303ショートホールラインインタフェースユニットとLXT384


要約: この文書では、既存のLXT384アプリケーションでDS26303を使うために必要となる情報に重点をおきつつ、DS26303とLXT384の違いについて説明します。機能の違い、レジスタの考慮点、およびハードウェアの考慮点についての説明を提供します。

はじめに

この文書では、既存のLXT384アプリケーションでDS26303を使うために必要となる情報に重点をおきつつ、DS26303とLXT384の違いについて説明します。DS26303は、3.3V単一電源で動作してE1/T1/J1をサポートする、8チャネルのショートホールラインインタフェースユニット(LIU)です。このデバイスは、ソフトウェアの変更なしでLXT384の機能をサポートするとともに、新たに追加されたレジスタバンクを使用することによって利用可能になった追加機能を提供します。DS26303は、PCBのレイアウトを変更することなく、希望のアプリケーションに合わせて単に外付け部品の値を変えるだけで、既存のLXT384アプリケーションで使用することができます。

機能の違いは、3つのセクションに分けて説明します。表1では、DS26303の機能の中でLXT384には存在しないものの一覧を示します。表2では、LXT384の機能の中でDS26303には存在しないものの一覧を示します。表3では、DS26303とLXT384の両方に存在しており、かつ両方のデバイスで同じ実装になっていない機能の一覧を示します。

DS26303とLXT384のレジスタの違いについては、DS26303の拡張レジスタセットによって提供される追加機能と合わせて、表6表10で説明します。図1表11では、DS26303を既存のLXT384アプリケーションで使用する場合に必要となる、部品の値の細かな変更について示します。

表1. LXT384には存在しないDS26303の機能
DS26303 LXT384
Programmable options to clear interrupt status on write or read. Clear on read is default. Not supported.
Individual channel control for jitter attenuator:
  • Enable/disable
  • FIFO depth
  • FIFO limit trip
All channels have global control.
Internal software-selectable transmit and receive side termination for 100Ω T1 twisted-pair, 110Ω J1 twisted-pair, 120Ω E1 twisted–pair, and 75Ω E1 coaxial applications. Not supported.
In HPS mode, the transmitter output and the internal impedance of the receiver can be turned off with only the OE pin. Requires that both receivers use the same front-end termination.
Built-in BERT tester for diagnostics. Not supported.
Individual channel control for:
  • Short-circuit protection
  • AIS enable on LOS
  • RCLK inversion
  • TCLK inversion
All channels have global control.
Individual channel-line violation detection. Not supported.
Flexible MCLK
See Table 4 for available input frequencies.
Not supported.
Programmable TECLK output pin (1.544MHz or 2.048MHz) Not supported.
Programmable CLKA output pin See Table 5 for available output frequencies. Not supported.
Flexible interrupt pin Not supported.

表2. DS26303には存在しないLXT384の機能
DS26303 LXT384
Uses single optimal value. Capability to select the jitter attenuator bandwidth.
Analog JTAG
MLCK Pin Functionality
The DS26303 and LXT384 both require MCLK to for data with clock recovery as well as AIS detection. The MCLK pin of the LXT384 provides additional functionality not present in the DS26303.
LXT384 MCLK held high.
  • The LXT384 operates as a simple data receiver. The clock-recovery circuit is disabled and RPOS/RNEG are internally connected to an EXOR that is fed to the RCLK pin for external clock recovery. The PLL recovery circuit is disabled in this mode.
LXT384 MCLK held low.
  • RPOS/RNEG and RCLK go to a high-impedance state.

表3. DS26303とLXT384の間における機能の相違
DS26303 LXT384
3.3V LIU power only, 5V not provided. 5V LIU power.
Non-mux Intel® write address to WRB rising-edge setup time is 17ns. Non-mux Intel write address to WRB rising-edge setup time is 6ns.
Expects non-mux Intel read address to be valid when RDB is active. Non-mux Intel read address to RDB rising-edge setup time is 6ns. This might be an error in datasheet because data is out before this setup time.
Inactive RDY to tri-state delay time 12ns (max). Inactive RDY to tri-state delay time 3ns (max).
Clears the interrupt pin when reading or writing the interrupt status. Clears interrupt pin when reading the status register.
Jitter attenuator FIFO depths of 32 bits or 128 bits. Jitter attenuator FIFO depths of 32 bits or 64 bits.
Individual channel control for jitter attenuator:
  • Enable/disable
  • FIFO depth
  • FIFO limit trip
All channels have global control.

表4. DS26303のMCLKの選択
PLLE MPS1, MPS0 MCLK MHz (±50ppm) FREQS T1 or E1 Mode
0 xx 1.544 x T1
0 xx 2.048 x E1
1 00 1.544 1 T1/J1 or E1
1 01 3.088 1 T1/J1 or E1
1 10 6.176 1 T1/J1 or E1
1 11 12.352 1 T1/J1 or E1
1 00 2.048 0 T1/J1 or E1
1 01 4.096 0 T1/J1 or E1
1 10 8.192 0 T1/J1 or E1
1 11 16.384 0 T1/J1 or E1

表5. DS26303のクロックAの選択
CLKA3 to CLKA0 MCLK (Hz)
0000 2.048M
0001 4.096M
0010 8.192M
0011 16.384M
0100 1.544M
0101 3.088M
0110 6.176M
0111 12.352M
1000 1.536M
1001 3.072M
1010 6.144M
1011 12.288M
1100 32k
1101 64k
1110 128k
1111 256k

レジスタの考慮点

DS26303には、4つの主なレジスタバンクが内蔵されています。
  • プライマリレジスタ(DS26303およびLXT384)
  • セカンダリレジスタ(DS26303のみ)
  • 個別LIUレジスタ(DS26303のみ)
  • BERTレジスタ(DS26303のみ)

DS26303のプライマリレジスタは、ほぼLXT384のレジスタと同じですが、1点だけ例外があります。LXT384では予約されていたレジスタアドレス1Fhが、DS26303では代わりにDS26303の追加レジスタバンク用のアドレスポインタ(ADDP)として使用されています。DS26303を既存のLXT384の代わりに使用する場合、アプリケーションソフトウェアの変更は必要ありません。表6に、DS26303とLXT384に含まれるプライマリレジスタの一覧を示します。

表6. DS26303とLXT384のプライマリレジスタ

Address (Hex) DS26303 LXT384
00–15 Primary Registers Registers
16–1E Reserved Reserved
1F ADDP (Address pointer for additional register banks). This register must be set to point to the desired register bank.
00h) Primary Bank
AAh) Secondary Bank
01h) Individual LIU Bank
02h) BERT Bank
Reserved

DS26303の追加機能と柔軟性を利用するためには、LXT384アプリケーション向けに書かれたすべてのオリジナルソースコードに、新規コードを追加する必要があります。DS26303のADDPレジスタのアドレスは1F (16進)ですが、これはLXT384では予約アドレスになっています。ADDPは、異なるレジスタバンクにアクセスするためのポインタとして使用されています。表7に、DS26303のレジスタバンクの一覧と、希望のレジスタバンクにアクセスするために必要となるADDPの値を示します。

表7. DS26303のアドレスポインタのバンク選択

ADDP7 to ADDP0 (Hex) Bank Name
00 Primary Bank
AA Secondary Bank
01 Individual LIU Bank
02 BERT Bank

表8に、セカンダリレジスタバンクに含まれるレジスタの一覧を示します。また、個別LIUレジスタバンクに含まれるレジスタの一覧を表9に、BERTレジスタバンクに含まれるレジスタの一覧を表10に、それぞれ示します。

表8. DS26303のセカンダリレジスタバンク

Address (Hex) Register Name
00 Single-Rail Mode Select
01 Line-Code Selection
02 Not used
03 Receiver Power-Down Enable
04 Transmitter Power-Down Enable
05 Excessive Zero-Detect Enable
06 Code-Violation-Detect Enable Bar
07–1E Not used
1F Set to AAh for access to Secondary Register Bank

表9. DS26303の個別LIUレジスタバンク
Address (Hex) Register Name
00 Individual JA Enable
01 Individual JA Position Select
02 Individual JA FIFO Depth Select
03 Individual JA FIFO Limit Trip
04 Individual Short-Circuit-Protection Disable
05 Individual AIS Select
06 Master Clock Select
07 Global-Management Register
08–0F Reserved
10 Bit-Error-Rate Tester Control Register
12 Line-Violation Detect Status
13 Receive Clock Invert
14 Transmit Clock Invert
15 Clock-Control Register
16 RCLK Disable Upon LOS Register
1E Global-Interrupt Status Control
1F Set to 01h for access to Individual LIU Register Bank

表10. DS26303のBERTレジスタバンク
Address (Hex) Register Name
00 BERT Control Register
01 Reserved
02 BERT Pattern Configuration 1
03 BERT Pattern Configuration 2
04 BERT Seed/Pattern 1
05 BERT Seed/Pattern 2
06 BERT Seed/Pattern 3
07 BERT Seed/Pattern 4
08 Transmit-Error Insertion Control
09–0A Reserved
0C BERT Status Register
0D Reserved
0E BERT Status Register Latched
10 BERT Status Register Interrupt Enable
11–13 Reserved
14 Receive Bit-Error Count Register 1
15 Receive Bit-Error Count Register 2
16 Receive Bit-Error Count Register 3
17 Receive Bit-Error Count Register 4
18 Receive Bit Count Register 1
19 Receive Bit Count Register 2
1A Receive Bit Count Register 3
1B Receive Bit Count Register 4
1C–1E Reserved
1F Set to 02h for access to BERT Register Bank

ハードウェアの考慮点

DS26303は、PCBのレイアウトを変更することなく、既存アプリケーションのLXT384を置き換えることができます。必要なのは、希望するアプリケーションに応じて、外付け部品の値を変更することだけです。DS26303の推奨ネットワーク終端回路を図1に、またDS26303の適切な終端に必要な各部品の値を表11に示します。

トランスミッタ
LXT384は、TTIPおよびTRING出力と直列に送信側に抵抗を必要とします。LXT384ではこれらの抵抗に、0Ω (T1 3.3Vモード)、11Ω (E1 75Ω同軸)、または11Ω (E1 120Ωツイストペア)であることが推奨されています。DS26303は抵抗を必要としないため、実装されている場合はすべてのモードにおいて0Ωにしてください。LXT384は、パルスシェーピングを使用しない場合、DCブロッキングコンデンサを必要とします。DS26303はDCブロッキングコンデンサを必要としないため、既存のLXT384アプリケーションのPCBに実装されている場合は、0Ωの抵抗に交換してください。

レシーバ
受信側では、LXT384は12.4Ω (T1 3.3Vモード)、9.31Ω (E1 75Ω同軸)、または15Ω (E1 120Ωツイストペア)の終端抵抗が必要です。DS26303は、外部インピーダンスモードを使用している場合、すべてのモードで15Ωの終端抵抗が必要です。DS26303のソフトウェア選択可能なインピーダンス整合モードを使用している場合は、これらの抵抗は必要ありません。LXT384はRTIPおよびRRING端子と直列に1kΩの抵抗が必要です。ソフトウェア終端/インピーダンス整合を希望する場合は、これらの1kΩ抵抗を0Ω抵抗に交換してください。

Figure 1. LIU front-end
図1. LIUフロントエンド

表11. LIUフロントエンドの部品の値

Mode Component 75Ω Coax 120Ω Twisted Pair 100Ω/110Ω Twisted Pair
Tx Capacitance Ct 560pF (typ). Adjust for board parasitics for optimal return loss.
Tx Protection Dt International Rectifier: 11DQ04 or 10BQ060 Motorola: MBR0540T1
Rx Transformer 1:2 TFr Pulse: T1124 (0°C to +70°C)
Tx Transformer 1:2 TFt Pulse: T1114 (-40°C to +85°C)
Tx Decoupling (ATVDD) C1 Common decoupling for all eight channels is 68µF.
Tx Decoupling (ATVDD) C2 Recommended decoupling per channel is 0.1µF.
Rx Decoupling (AVDDn) C3 Common decoupling for all eight channels is 68µF.
Rx Decoupling (AVDDn) C4 Common decoupling for all eight channels is 0.1µF.
Rx Termination C5 When in external impedance mode, Rx capacitance for all eight channels is 0.1µF. Do not populate if using internal impedance mode.
Rx Termination Rt When in external impedance mode, the two resistors for all modes is 15.0Ω ±1%. Do not populate if using internal impedance mode.
Voltage Protection TVS1 SGS-Thomson: SMLVT 3V3 (3.3V transient suppressor)

DS26303のその他の情報

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