ASW3810@ACP#4 路差分 2:1/1:2 双向多路复用 / 解复用器 产品规格与应用总结

ASW3810 是高性能高速差分信号切换芯片,专为 PCIe 3.0/4.0 超高速传输设计,支持 4 路差分 2:1/1:2 双向切换,拥有 9.5GHz 超宽带宽、超低功耗、高抗干扰性及宽电压适配特性,同时兼容 USB3.2、DP1.4 等主流高速协议,是服务器、高端 PC、工业控制、高速扩展外设等领域 PCIe 信号切换的核心解决方案。

一、核心产品规格

(一)关键性能特性

  1. 超宽带宽与高速传输 :A/B 端口差分 - 3dB 带宽均为9.5GHz,完美支持 PCIe 3.0(8.0GT/s)、PCIe 4.0(16.0GT/s)超高速传输,眼图测试性能优异,信号完整性高
  2. 低损低扰信号传输:DC 下 A/B 端口插入损耗均为 **-0.5dB**;1.7GHz 时串扰 - 30dB、隔离 - 31dB、回波损耗 - 20dB,多频率下保持低串扰特性(4.05GHz 串扰仍达 - 30dB),抗干扰能力强
  3. 优异的开关性能:A/B 端口导通电阻(RON)均为 6.0Ω,导通电阻平坦度 0.9Ω,通道间电阻匹配度 0.2~0.5Ω;端口 A 位间偏移仅 2ps、端口 B6ps,传播延迟 30ps,信号同步性与传输实时性极佳
  4. 超低功耗设计 :工作态典型供电电流25µA ,掉电模式下仅0.1µA(最大 1µA),支持断电高阻态(Hi-Z),无漏电流(掉电漏电流 ±1µA),适配电池供电与低功耗设备
  5. 快速切换响应:开关导通时间典型 19µs,通道切换时间仅 250ns,控制信号响应迅速,满足高速信号实时切换需求
  6. 高可靠性防护 :集成2kV HBM1kV CDM 静电防护,有效抵御插拔与静电环境的损坏;具备防反灌电保护,无供电时 I/O 引脚无漏电流,提升器件稳定性
  7. 小尺寸高集成:42 引脚超薄 LGA 封装(3.5×9.0×0.75mm,0.5mm 引脚间距),小尺寸适配高密度 PCB 设计,满足设备轻薄化、高集成度需求

(二)电气参数

1. 绝对最大额定值(超出将造成器件永久损坏)

表格

参数符号 参数描述 最小值 最大值 单位
VCC 供电电压 -0.5 5.5 V
VSW-HS 高速开关 I/O 电压 -0.5 2.1 V
VIN 数字输入电压(SEL、nOE) -0.5 5.5 V
ISW 开关导通电流 -128 128 mA
ESD(HBM/CDM) 静电防护 - ±2.0/±1.0 KV
TSTG 存储温度 -65 +150
2. 推荐工作条件(保证最佳性能)

表格

参数符号 参数描述 最小值 最大值 单位
VCC 供电电压 1.65 5.0 V
tRAMP(VCC) 电源摆率 100 1000 µs/V
VIN 控制输入电压(SEL、nOE) 0 5.0 V
VSW-HS 高速开关 I/O 电压 0 2.0 V
TA 工作温度 -40 +85
3. 核心电气特性
  • 电容特性:1MHz 时控制引脚输入电容 6pF;1GHz 时导通电容(CON)0.5pF、关断电容(COFF)0.3pF,寄生电容小,降低信号畸变
  • 数字逻辑电平:控制引脚高电平输入≥1.4V,低电平输入≤0.5V;高 / 低电平漏电流均为 ±1µA,兼容 3.3V/5V 通用逻辑控制
  • 共模电压支持:可支持 0V~2V 共模电压范围,适配 16Gbps 高速信号,支持 AC/DC 耦合电路设计,适配不同系统接口

(三)引脚与封装

  1. 封装形式42 引脚超薄 LGA(LGA42-3.5×9.0×0.75mm),RoHS 合规,EPAD 接大地增强散热,卷带式包装(每卷 3000 件),湿度敏感度等级 MSL-3

  2. 核心引脚功能 :功能分区清晰,全信号引脚为双向 IN/OUT 设计,支持灵活接线

    • 4 路差分信号通道:公共端 D0±~D3±,端口 A D0±A~D3±A,端口 B D0±B~D3±B,覆盖 4 路高速差分信号切换
    • 控制引脚:nOE(输出使能,低有效)、SEL(通道选择),控制逻辑简单直观
    • 电源与地:多组 VCC 供电引脚、GND 接地引脚,EPAD 接地,保证电源稳定性与散热性
  3. 核心控制逻辑 (功能表):

    表格

    nOE SEL 器件功能
    H(高) X(任意) 开关禁用,所有通道高阻态(Hi-Z)
    L(低) L(低) 端口 A 所有通道使能,端口 B 高阻态
    L(低) H(高) 端口 B 所有通道使能,端口 A 高阻态
  4. 料号规格 :料号ASW3810LGA42G YYWWZZ(YY = 年份,WW = 周数,ZZ = 厂商代码),工作温度 - 40℃~+85℃,满足工业级环境要求

二、产品核心优势

  1. PCIe 超高速专属优化:专为 PCIe 3.0/4.0 设计,9.5GHz 带宽完美匹配 16GT/s 传输速率,眼图测试验证信号完整性,无传输瓶颈,是 PCIe 高速切换的优选方案
  2. 多协议兼容拓展:除 PCIe 外,支持 USB3.2、DP1.4 等所有差分幅值<2VPP、共模电压<2V 的高速协议,一台芯片适配多场景高速信号切换,降低设计成本
  3. 宽电压高适配:1.65V~5.0V 超宽供电电压,兼容 1.8V/3.3V/5V 主流电源系统,支持电池供电设备(如便携工控机、移动工作站),无需额外电压转换
  4. 低损低扰保质量:极低插入损耗、高隔离度、超小位间偏移,保证高速信号传输无失真、无延迟,满足服务器、高端 PC 等对信号质量的严苛要求
  5. 工业级高可靠:-40℃~+85℃宽工作温度,2kV HBM+1kV CDM ESD 防护,防反灌电、掉电高阻态设计,适配工业现场、车载、户外等恶劣环境
  6. 灵活的电路设计:支持 AC/DC 两种耦合方式,可根据系统共模电压灵活配置,无需复杂外围电路,仅需搭配滤波电容即可稳定工作,开发难度低
  7. 小尺寸高集成:3.5×9.0mm 超薄 LGA 封装,大幅节省 PCB 空间,适配服务器、迷你 PC、扩展坞等高密度、轻薄化设备设计

三、支持的高速传输协议

  • 核心协议:PCIe 3.0(8.0GT/s)、PCIe 4.0(16.0GT/s)
  • 兼容协议:USB3.2、DisplayPort 1.4(DP1.4)、其他差分幅值<2VPP、共模电压<2V 的高速差分协议

四、产品核心应用场景

ASW3810 聚焦PCIe 3.0/4.0 超高速信号切换,同时兼容多类高速协议,适用于服务器、高端消费电子、工业控制、高速扩展外设等领域,典型应用如下:

(一)服务器与数据中心设备

  • 服务器 PCIe 通道切换:实现服务器主板中 PCIe 4.0 通道的 2:1/1:2 切换,适配多显卡、多 NVMe 固态硬盘的高速扩展,提升服务器硬件拓展性;
  • 数据中心交换设备:作为高速差分信号切换核心器件,实现 PCIe 信号的多通道调度,满足数据中心高带宽、低延迟的传输需求。

(二)高端消费电子

  • 高端 PC / 游戏本:实现主板 PCIe 4.0 通道在显卡、固态硬盘、拓展接口间的切换,提升设备硬件配置的灵活性;
  • 移动工作站 / 轻薄本:低功耗、小封装特性适配便携设备,实现 PCIe/USB3.2/DP1.4 多协议信号切换,兼顾高速传输与设备轻薄化。

(三)工业控制与嵌入式设备

  • 工业工控机 / 边缘计算终端:工业级宽温与高可靠性,适配工业现场 PCIe 3.0/4.0 高速数据采集、传输,实现工控机与工业模块间的信号切换;
  • 嵌入式计算平台:小尺寸封装适配嵌入式 PCB 设计,实现 PCIe 高速通道的扩展与切换,满足物联网、智能制造的高速数据处理需求。

(四)高速扩展外设

  • PCIe 扩展坞 / 转接卡:实现单 PCIe 接口到多 PCIe 设备的 1:2 扩展,或多 PCIe 信号源到单接口的 2:1 切换,适配台式机 / 工作站的 PCIe 硬件拓展;
  • 多功能高速拓展坞:兼容 USB3.2、DP1.4 协议,实现 PCIe/USB/DP 多接口的高速信号切换,为笔记本、工作站提供一站式扩展解决方案;
  • PCIe 信号切换器:专业 PCIe 3.0/4.0 信号切换设备,实现多台主机与单台高速外设(如高端显卡、NVMe 硬盘盒)的切换使用,提升设备利用率。

(五)车载与高端影音设备

  • 车载智能座舱:宽电压、低功耗适配车载电源,实现车载 PCIe/USB3.2 高速信号切换,支持车载大屏、行车记录仪、车载存储的高速数据传输;
  • 高端影音设备:兼容 DP1.4 协议,实现 4K/8K 高清视频信号与 PCIe 数据信号的切换,适配专业影音制作、电竞设备的高速传输需求。

五、典型应用配置

ASW3810 设计极简,无需复杂外围电路,仅需搭配0.1µF 滤波电容即可实现稳定工作,支持 AC/DC 耦合两种配置方式,典型应用如下:

  1. PCIe 4.0 2:1 切换(双输入单输出):两台 PCIe 4.0 主机通过 ASW3810 连接一台高速 PCIe 外设(如 NVMe 硬盘盒),通过 SEL 引脚逻辑控制实现主机间的无缝切换,无信号中断;
  2. PCIe 4.0 1:2 扩展(单输入双输出):一台高端 PC 的 PCIe 4.0 接口通过 ASW3810 扩展为两个 PCIe 4.0 接口,同时连接显卡与固态硬盘,实现单通道多设备拓展;
  3. DC 耦合配置:当 PCIe 主机输出共模电压在 0V~2V 范围内时,ASW3810 与主机间采用 DC 耦合,与其他设备间采用 AC 耦合,简化电路设计;
  4. AC 耦合配置:当 PCIe 主机共模电压超出 ASW3810 范围时,全通道采用 AC 耦合,并配置<2V 的偏置电压,保证信号正常传输;
  5. 多协议混合切换:通过 ASW3810 实现 PCIe 4.0 与 DP1.4 信号的二选一切换,适配高端显示设备的多信号源输入需求,仅需通过 SEL 引脚控制,无需额外硬件。

控制端(SEL/nOE)可通过 MCU、FPGA、主板南桥或硬件按键实现逻辑驱动,支持高低电平直接控制,适配各类硬件系统设计,开发周期短、调试便捷。

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