Потрібні ворота XOR, які працюють до 2 - 3 ГГц

Я зіткнувся з незвичною ситуацією, в якій мені потрібні ворота XOR, які будуть надійно функціонувати при поданні квадратного хвилі з частотою від 2 до 3 ГГц. Я знаю, що настільні процесори мають логічні ворота, які можуть функціонувати з цією швидкістю, але я не знаю жодного ІС, який би це зробив. Чи варто спробувати побудувати ворота з транзисторів?

Також на цих швидкостях мені потрібно турбуватися про використання наземних літаків, пошкоджених вигинів та мікросмужок?

Найшвидша логічна сім'я давно була і залишається ECL. Незважаючи на те, що останнім часом часто ігнорують, такі розробки, як PECL та LVPECL (по суті позитивні додаткові ECL та диференціальні PECL), утримували сім'ю в авангарді логічного перемикання. Попередні обмеження багаторазових джерел живлення та негативні напруги були усунені, але із зворотною сумісністю у багатьох випадках.

Пристрої MC10EP08 / MC100EP08 відповідатимуть вашим вимогам http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC10EP08-D.PDF

Не дуже добре, але також майже відповідає вашим специфікаціям http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC10EL07-D.PDF

Доступно з Digikey (на складі) http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=MC100EP08DTGOS-ND

У режимі PECL вони працюватимуть від Vcc = 3.3V до 5V і Vee = 0V.

Максимальна частота визначається як> 3 ГГц, типова із затримками пропорції 250 пікосекундних (!) Типових та 300 пікосекундних максимумів при 25 ° С із циклічним тремтінням циклу <1 пс.

Digikey перераховує ряд воріт ECL.

Хоча роботу 3 ГГц, мабуть, найкраще залишити для існуючих воріт, таких як ці, порівняно легко здійснити надзвичайно швидкісні ворота самостійно, використовуючи окремі деталі з топологією типу ECL. Перегляд еквівалентних схем старих шлюзів ECL дає хороший початок (сучасні таблиці даних, як правило, дають загальні функціональні діаграми без підказки щодо того, як досягаються результати). Ворота - це, по суті, дуже звичні композиції з довгими хвостами. Продуктивність за зусилля та витрати може бути набагато кращою, ніж для більшості інших підходів.

Чудовий підручник з TI на тему "Взаємозв'язок між рівнями LVPECL, VML, CML та LVDS" з обговоренням відповідності імпедансу, ліній електропередач, віддзеркаленням, зміщенням ... та включає діаграми того, як досягається функціональність.

http://focus.ti.com/lit/an/slla120/slla120.pdf

Я пропоную змінити підхід. Ви не кажете, навіщо вам потрібен такий XOR, але я запропоную, якщо ви ставите питання про заграновані кути та площини, то ви насправді не маєте того, що потрібно для цього типу схеми. Не ображайтеся на це, оскільки я підозрюю, що 99,99% людей на цьому сайті не могли цього зробити - включаючи мене, і я раніше робив схеми ГГц! Отже, замість того, щоб намагатися робити XOR 3 ГГц, я пропоную вам знайти інший спосіб досягти того, що ви хочете, таким чином, який не потребує таких швидких швидкостей.

Щоб зрозуміти, ось чому я пропоную змінити ваш підхід ... Скажімо, ви могли б зробити XOR 3 ГГц, то ось деякі проблеми та рішення, з якими ви зіткнулися:

1. Ви б не робили цього з окремих транзисторів занадто повільно. Запчастини типу TTL також надто повільні. Натомість вам доведеться подумати про якісь логічні частини швидкості. Ще в той день, коли ви можете використовувати деталі ECL або PECL (інше сімейство, наприклад, TTL, але ні). Я не маю уявлення, що б ви зараз використовували, або навіть якщо деталі ECL / PECL все ще є. Звичайно, замовні фішки будуть робити це теж за величезні кошти.

2. Наземні літаки, абсолютно. Друкована плата керованого імпедансу, юп. Можливо 6 або 8 шарів друкованої плати, залежно від інших вимог. Принаймні 4 шари, точно. Мітеровані вигини, можливо, також. Сліди мікросмужок / мікроплощин, абсолютно. І звичайно вам доведеться дуже пильно поставитись до компонування друкованої плати. Пам'ятайте, що 3 ГГц становить приблизно 0,333 нс.

3. Як тільки ви все це побудуєте, скажімо, що це не працює. Тоді що? Вийдіть на o-сферу! Більшість улюблених о-спектрів виходять на частоту близько 100 МГц. У моєму кабінеті у мене 4-канальний діапазон 1 ГГц, який коштував 10 доларів США, але зонд на 1 ГГц коштує додаткові 2 долари США. Вам знадобиться принаймні 5 або 6 ГГц і 3 датчики. Я не цінував їх за деякий час, але це коштуватиме як мінімум 10 доларів США, а може і до 30 000 доларів.

Отже, для цього вам доведеться використовувати важкі частини, зробити складний макет на багатошаровій друкованій платі, і коли вона не спрацює правильно (шанси на те, що вона не буде), вам доведеться витратити багато грошей на o-сферу, щоб допомогти вам розібратися. Потім повторіть процес ще раз, оскільки при частоті 3 ГГц ви не можете переробити друковану плату, щоб виправити недоліки. Ой!

І нарешті, ось посилання на деякі On-Semi шлюзи ECL XOR: http://www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do?id=MC100EL07 Схоже, що це може, лише ледь, бути в змозі зробити 2 ГГц. 3 ГГц виглядає як розтягнення, але це не зовсім не можна. У них є плата eval для цього чіпа (ух, я раніше ніколи не бачив eval-дошки для воріт XOR). Якщо ви наполягаєте на тому, щоб піти цим шляхом, ця дошка може бути найкращим варіантом (137 доларів США на Digikey). Але вам все одно знадобиться o-сфера.

3 ГГц? Чувак, у тебе справжні неприємності :-)

Зробити транзистори - це не варіант - ви не перейдете далеко понад 100 МГц навіть із найшвидшими транзисторами. Основна проблема - це довжина слідів та перешкоди ЕМ та транзистори sloooooww.

Навіть якщо у вас є окремий чіп із необхідною швидкістю - вам доведеться багато хвилюватися щодо передачі сигналу з пропускною здатністю до 10-15 ГГц (щоб мати хоч якісь видимі фронти, вам потрібно мати можливість передати кілька ваших цільових цифрових частот). Крім того, при такій швидкості для відображення сигналу потрібен повний імпеданс (= тобто вам потрібна не тільки площина заземлення, але й конкретна товщина друкованої плати та ширина сліду + закінчення) ... World of hell.

Єдине надійне рішення - залишити цей XOR-затвор всередині користувальницького ASIC, який має решту вашого пристрою. Навіть при 0,25um можна легко отримати 3Ghz XOR.

Напевно, трохи для вас, але HMC721LC3C від Hittite хороший для 14 ГГц. На даний момент у Digikey є 10 запасів.

Існує деяка інформація про дизайн, яка може бути корисною для того, щоб ви могли отримати інформацію з друкованої плати, що значить, що стосується менш складних вимог.

Це дуже корисно мати швидкий обсяг вибірки - ви можете побачити розриви, що вводяться загинами, роз'ємами, візою друкованої плати тощо. Такого звіра можна обмотати разом із висновками eBay на човні-якорі за кілька K (доларів), але він виграв ' не бути дуже портативним.