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优越电源管理与错误处理能力有效提升了 PCIe 在各种应用中称职胜任存储、网络、主干及 I/O 互连技术的可靠表现

作者：Diodes 公司营销协理 Jen Lee

应用广泛的连接功能

服务器、储存装置及网络市场目前经常使用 PCI Express® (PCIe®) 互连各种装置，工业自动化、物联网、消费性装置及车用电子产品的主干和 I/O 产品应用项目也纷纷正视其优点，扩大采用 PCIe。为了满足相关领域的用户期望与生态设计要求，PCI 特殊课题小组 (PCI-SIG) 在延续多重世代的规范里先后引进了各种省电创新项目，以及提高可靠性、可用性、可维护性 (RAS) 的各式功能。

今日的 PCIe 3.0 切换器支持每个通道最高 8GT/s 的数据传输速度，结合大带宽及最新的电源管理和 RAS 功能，满足行动与嵌入式产品应用项目的需求。

耗电量再降低

由于有更多的携带式装置、行动装置及物联网产品应用项目寻求善用 PCIe 属性，装置使用期间与待机状态时的互连功耗自然成为日益关键的焦点。PCIe 的可扩充能力，容许设计人员配合产品应用项目，自定义使用中模式的接口带宽与功耗。Diodes Incorporated 了提供包括 PI7C9X3G606GP、PI7C9X3G808GP 和 PI7C9X3G816GP 在内的 PCIe 3.0 切换器系列，这些产品分别提供 6、8 和 16 个 PCIe 3.0 连接通道。

从 PCIe 3.0 这一代开始，即是由链路训练状态机 (LTSSM) 订定各种链路状态，这么一来就能确保装置使用期间才会耗电，而在不使用之际，耗电量大幅节约，系统效能也不受影响。

L0 是链路正常运作时的电源状态。假如没有传输数据，链路即进入 L1 状态，此时会关闭部分 PCIe 收发器逻辑。此外，只在单一方向传输数据的情况下，还有 L0s 这个状态，专供链路上的两个装置独立关闭发射器，从而满足更细致的需求。

考虑到物理层里还有模拟电路，闲置之际每个通道还会消耗几毫瓦，另行定义的另一个 L1 子状态可供关闭模拟组件，确保最大化的节电效果。在 L1.1 的子状态下，收发器 PLL 将会关闭，而 L1.2 子状态则是关闭共模电压保持器，进一步降低功率。为了实现 L1.1 与 L1.2 的低功耗状态，恢复延迟将会略为延长。表 1 说明了 L1 和 L1.1/L1.2 子状态的特性及效能。

表 1. 比较 L1 及 L1 子状态的节电表现与效能。(数据源：https://www.synopsys.com/designware-ip/technical-bulletin/reduce-power-consumption.html)

为了达到这样的效果，并且确保链路在需要之际进入最合适的低功耗状态以恢复运行，延迟容限报告 (LTR) 可供主机判断在从任何特定装置中断服务前的最长等待时间。至于缓冲区清空/填满优化 (OBFF) 功能，则允许主机将系统状态信息发送予装置，这样就能关闭主机处理器和内存子系统，维持更长的低功耗状态，成就最大化的省电表现。

还有其他低功耗状态可供选用，像是完全关闭收发器的 L2 与关闭收发器及移除电源的 L3，相关状态设定有助于在装置闲置期间，确保 PCIe 互连电路的功耗降至最低。这对于物联网产品应用及笔记本电脑、平板计算机等设备来说尤为重要，有效避免了装置闲置期间的电池意外耗尽。

Diodes 的 PCIe 切换器 PI7C9X3G606GP、PI7C9X3G808GP 和 PI7C9X3G816GP 支持了前述的低功耗链路状态与子状态，还能关闭任何空的热插入埠，直到需要使用它们再行开启。凭借启动和连续运行的电源管理方案，它们在所有模式下的功耗都极低。在满载和 80°C 接面温度下，PI7C9X3G808GP 的功耗仅为 2.9W。相关装置的工业温度范围为：-40°C 至 85°C。

新推出的切换器产品还特别内建了 PCIe 3.0 时钟缓冲器，协助设计人员最佳调整产品应用项目的功能和效能。缓冲器支持各种 PCIe 3.0 参考频率架构，包括通用、独立参考无扩频 (SRNS) 和独立参考扩频 (SRIS)。

在 PCIe 中针对 RAS 进行寻址

特定物联网装置与机器人当中，具备关键任务性质或高度重视安全的产品应用项目，极为讲求高度可靠性、可用性与可维修性。此时必须备妥合适机制，确保接口能在不断变动的内部或外部条件下正常运作，且在数据出错过后也能恢复，重新正常运行。

在由 PCIe 规范的各种基本及选用功能里，涵盖了确保端到端数据完整性的基本要求。其中包括用于侦测错误的 32 位逐个链路循环冗余代码 (LCRC)，以及允许请求重放的确认机制 (ACK/NACK)。确认逾时证实链路伙伴正常运作，就可以在未接收情况下重新训练链路。另有用于侦测端到端数据完整性的交易层 32 位 CRC (ECRC)。此外，针对潜在逾时的失效安全机制，可供确保链路伙伴返回到已知状态，并且重新初始化 LTSSM。

若有需要则可选用先进错误报告 (AER) 这项 PCIe 功能，从而扩大错误讯号和记录范围。错误寄存器显示 PCIe 装置功能上每个错误的状态、指出错误的严重性和来源，且能评估可改善及不可改善的错误，从而确保系统顺利侦测故障，并进入安全状态。

Diodes 的 PI7C9X3G606GP、PI7C9X3G808GP 及 PI7C9X3G816GP 除了支持各种数据完整性功能，同时也支持 PCIe 规范中的规定，据以处理突然热拔除相连装置的情况。移除装置之际，请求逾时的正常响应较慢，可能造成数据错误及任务中断；侦测到移除装置之际，只要能快速加以响应，即足以避免意外热拔除造成的各种错误。

切换器同时支持选用 PCIe 的下游埠遏制 (DPC) 功能，专门处理无法改善的错误。具备 DPC 功能的端口，一旦侦测到无法改善的错误时，会自动禁用一个链路，藉由此举避免损坏数据扩散，同时兼顾装置的顺利移除。移除装置后，则会清除状态标志，此时就可以对新连接的装置重新训练链路。这些切换器同时对于上游/下游埠和序列/平行热插入类型，支持热插入。

其他功能则包括支持跨域端点 (CDEP) 模式，其中一个端口被配置为 CDEP，据此连接至另一台主机而非连接到端点。这样的设计提供了故障转移冗余，或是确保两个处理器之间，乃至于一个处理器与另一个配置为处理器模式的智能转接器之间，通讯的顺利进行。个别装置均具备四个物理直接内存访问 (DMA) 信道，提高了主机与端点之间交换数据的效率；此等物理信道可以共享，容许八对位置同时传输数据。

结论

PCIe 的普及正在从越数据中心、服务器及个人计算机领域扩展到更广泛的领域，包括工业、物联网和消费性装置市场等。在最新规范里增添更强大的功能，就能将功耗降至最低，同时提高 RAS。支持相关功能的 PCIe 切换器，可供系统设计人员在注重功耗及重要产品应用项目里，充分善用此种互连技术的速度优势与多功能特质。

6月28日，华为智能光伏荣获BSI（British Standards Institution，以下简称BSI）颁发的产品碳足迹核查意见声明书，这是BSI颁发的全球首份逆变器产品碳足迹核查声明。

稿源：美通社

依托在串行EEPROM技术领域的积累和沉淀，意法半导体率先业界推出了串行页EEPROM （Serial Page EEPROM）。这款全新类别的EEPROM 是一种SPI串行接口的高容量页可擦除存储器，擦写灵活性、读写性能和超低功耗独步业界，前所未有。意法半导体新的串行页EEPROM产品家族前期先推出32Mbit 的M95P32，稍后在适当的时候增加16Mbit 和 8Mbit 产品。

这个创新架构让设计人员能够在同一存储器上管理固件和灵活存储数据，这种组合在以前是没有的。更高的存储器集成度可以减少终端产品的物料清单(BoM)成本，缩短上市时间，增加应用价值，并实现尺寸更小的超低功耗模块，从而延长电池使用寿命。这些器件非常适合实现多合一非易失性存储器，用于工业物联网模块、可穿戴设备、医疗健康、电子价签、智能表计和 5G 光纤模块等新系统设计。

作为一个全新的开发成果，串行页EEPROM 整合意法半导体的e-STM 40nm非易失性存储器(NVM)单元专利技术与新的智能存储页架构，兼备高存容量、字节擦写灵活性和高耐擦写次数，既有利于固件管理，又能简化数据记录。新产品还具有读取、擦除和写入时间短的特点，上传下载速度快可以降低制造成本，减少应用停机时间。快速上电和四路输出读操进一步加快应用唤醒速度。

集成这种新的简化的存储器可优化企业拥有成本，提高产品易用性，简化软件开发，提升产品可靠性。串行页 EEPROM是一个成本比 FRAM 更低的非易失性存储器解决方案，功耗比串行闪存（serial Flash）更低，功能和易用性比Dataflash产品更好。

询价和申购样片，请联系意法半导体销售代表。

为需要功能安全的车载和工业设备提供节能且具有高可靠性的电压监控功能

*窗口（型）复位IC： 可同时检测过压和欠压的复位IC

全球知名半导体制造商ROHM（总部位于日本京都市）面向需要对电子电路进行电压监控以确保安全的各种车载和工业设备应用（包括车辆引擎控制单元和FA设备），开发出具有高精度和超低静态电流的复位IC*¹（电压检测器）“BD48HW0G-C”。

近年来，在汽车和工业设备领域，围绕自动驾驶（自动化）的技术创新日新月异，对安全性的要求也越来越高。与此同时，为了构建更安全的系统，要求在设备开发过程中就要考虑到在发生问题时如何确保安全（故障安全和功能安全）。目前，ROHM已开发出1,000多种复位IC，这些是电子电路的电压监控不可或缺的产品，在确保设备安全性方面发挥着重要的作用。凭借丰富的产品阵容，ROHM在低电压范围的广泛应用领域，创造了2.5亿枚（2021年度）的年出货量记录。为满足车载和工业设备日益增长的功能安全要求，此次ROHM又开发出一款实现高达40V的工作电压、业界先进的电压检测精度以及超低静态电流的新产品。

新产品通过采用高耐压BiCDMOS工艺并融入ROHM擅长的模拟设计技术，可实现高达40V的工作电压和业界先进的±0.75%电压检测精度，属于窗口型*¹复位IC。此外，还可以灵活设置检测电压，从标准复位IC常见的微控制器周围的低电压范围到车载和工业设备电源的高电压范围，均可以高精度地监控电压的异常情况，因此有助于在广泛的应用中构建毫无浪费（电压余量适中）且具有高可靠性的系统。

此外，通过搭载ROHM自有的超低静态电流技术“Nano Energy™”，将静态电流降至非常低的500nA（0.5µA，即同等功能和精度的普通产品的1/16），客户采用该产品时，无需担心电池驱动的车载应用在引擎停止时的功耗增加，因此，该产品也适合用来在需要功能安全*²的车载和工业设备的各种电源电路中增加电压监控功能。

新产品已于2022年5月开始出售样品（样品价格 300日元/个，不含税），计划于2022年10月起暂以月产100万个的规模投入量产。另外，新产品已经开始通过电商进行销售，通过Ameya360、Sekorm和Oneyac等电商平台均可购买。

今后，ROHM计划通过搭载 Nano Energy™技术且支持高电压的复位IC，扩大检测电压固定型和单向型*¹产品的阵容，并为进一步提高车载和工业设备的安全性贡献力量。

＜新产品详情＞

新产品“BD48HW0G-C”是一款窗口型复位IC，可实现1.8V～40V的超宽工作电压范围和±0.75%（整个温度范围）的业界先进电压检测精度。除了工作电压高达40V外，还可以通过外置电阻器灵活地设置检测电压，因此可以高精度地对从低到高的超宽电压范围检测电压异常情况，非常适用于包括车载和工业设备的电源电路在内的广泛应用，有助于为应用产品构建毫无浪费且具有高可靠性的系统。

此外，通过采用超低静态电流技术“Nano Energy™”，实现了500nA（0.5µA）的超低静态电流，仅为具有同等功能和精度的普通产品的1/16，因此还可以用于担心功耗增加的应用产品中。

* 包括上述产品在内，ROHM拥有超过1,000种复位IC的产品阵容。如欲了解更多信息，请访问：

https://www.rohm.com.cn/products/power-management/voltage-detectors

＜应用示例＞

◇车载设备： EV/HEV逆变器、引擎控制单元、ADAS、汽车导航系统、汽车空调

◇工业设备： FA设备、计量仪器、伺服系统、各种传感器系统等

需要对电子电路进行电压监控的各种车载和工业设备应用。

＜电商销售信息＞

起售时间： 2022年6月开始

电商平台： Ameya360、Sekorm、Oneyac

   预计在其他电商平台也将逐步发售。

销售产品： BD48HW0G-C

＜关于Nano Energy™＞

Nano Energy是在ROHM的垂直统合型生产体制下，凝聚“电路设计”、“布局”和“工艺”三大先进模拟技术优势而实现的超低静态电流技术，使用该技术，无负载时的静态电流可低至纳安（nA）量级，不仅可延长电池供电的物联网设备和移动设备的驱动时间，还有助于不希望增加功耗的车载和工业设备的高效率工作。https://www.rohm.com.cn/support/nano

＜术语解说＞

*1) 复位IC（电压检测器），窗口型

复位IC用于电子电路的电压监控，具有在超过阈值（即检测电压）时改变输出的功能，因此具有通过与微控制器合作来确保系统安全的作用。标准的复位IC只能监测单侧（过压或欠压）电压，被称为“单向型”复位IC；而窗口型复位IC则可以监测两侧的电压，因此一个产品可以发挥两种作用。

*2) 功能安全

功能安全是“通过监控设备和防护设备等附加功能来降低风险的措施”，是安全措施（出于确保安全的考虑）的一种。汽车领域的功能安全是指由于电子系统故障等导致功能障碍的情况下，把危险降低到不对人体产生危害的程度而进行的安全保护。

【关于罗姆（ROHM）】

罗姆（ROHM）成立于1958年，由起初的主要产品-电阻器的生产开始，历经半个多世纪的发展，已成为世界知名的半导体厂商。罗姆的企业理念是：“我们始终将产品质量放在第一位。无论遇到多大的困难，都将为国内外用户源源不断地提供大量优质产品，并为文化的进步与提高作出贡献”。

罗姆的生产、销售、研发网络分布于世界各地。产品涉及多个领域，其中包括IC、分立式元器件、光学元器件、无源元器件、功率元器件、模块等。在世界电子行业中，罗姆的众多高品质产品得到了市场的许可和赞许，成为系统IC和先进半导体技术方面的主导企业。

【关于罗姆（ROHM）在中国的业务发展】

销售网点：起初于1974年成立了罗姆半导体香港有限公司。在1999年成立了罗姆半导体（上海）有限公司， 2006年成立了罗姆半导体（深圳）有限公司，2018年成立了罗姆半导体（北京）有限公司。为了迅速且准确应对不断扩大的中国市场的要求，罗姆在中国构建了与总部同样的集开发、销售、制造于一体的垂直整合体制。作为罗姆的特色，积极开展“密切贴近客户”的销售活动，力求向客户提供周到的服务。目前在中国共设有20处销售网点，其中包括香港、上海、深圳、北京这4家销售公司以及其16家分公司（分公司：大连、天津、青岛、南京、合肥、苏州、杭州、宁波、西安、武汉、东莞、广州、厦门、珠海、重庆、福州）。并且，正在逐步扩大分销网络。

技术中心：在上海和深圳设有技术中心和QA中心，在北京设有华北技术中心，提供技术和品质支持。技术中心配备精通各类市场的开发和设计支持人员，可以从软件到硬件以综合解决方案的形式，针对客户需求进行技术提案。并且，当产品发生不良情况时，QA中心会在24小时以内对申诉做出答复。

生产基地：1993年在天津（罗姆半导体（中国）有限公司）和大连（罗姆电子大连有限公司）分别建立了生产工厂。在天津进行二极管、LED、激光二极管、LED显示器和光学传感器的生产，在大连进行电源模块、热敏打印头、接触式图像传感器、光学传感器的生产，作为罗姆的主力生产基地，源源不断地向中国国内外提供高品质产品。

社会贡献：罗姆还致力于与国内外众多研究机关和企业加强合作，积极推进产学研联合的研发活动。2006年与清华大学签订了产学联合框架协议，积极地展开关于电子元器件先进技术开发的产学联合。2008年，在清华大学内捐资建设“清华-罗姆电子工程馆”，并已于2011年4月竣工。2012年，在清华大学设立了“清华-罗姆联合研究中心”，从事光学元器件、通信广播、生物芯片、SiC功率器件应用、非挥发处理器芯片、传感器和传感器网络技术（结构设施健康监测）、人工智能（机器健康检测）等联合研究项目。除清华大学之外，罗姆还与国内多家知名高校进行产学合作，不断结出丰硕成果。

罗姆将以长年不断积累起来的技术力量和高品质以及可靠性为基础，通过集开发、生产、销售为一体的扎实的技术支持、客户服务体制，与客户构筑坚实的合作关系，作为扎根中国的企业，为提高客户产品实力、客户业务发展以及中国的节能环保事业做出积极贡献。