用DS2119M構建SCSI終結器
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SCSI接口技術近幾年來取得了飛速的發展，并已在網絡服務器及多用戶多任務處理系統中得以廣泛運用。然而繼SCSI-2之后，SCSI設備的不可缺少的重要元件，SCSI終結器也越來越受到人們的重視，人們在享受SCSI接口技術優異性能的同時，卻不得不去研究和解決SCSI設備信號傳輸的終端反射效應所帶來的系列問題，如數據丟失問題、無法識別SCSI設備以及系統不能可靠工作等。這種反射效應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設備的傳輸終端安裝一只終結器(一般是主動式的)，它可以自動識別SCSI設備的工作狀態及工作模式，并自動提供一個匹配阻抗，從而消除反射效應，保證系統正常運行。本文將詳細介紹美國MAXIM公司推出的SCSI終結器芯片DS2119M，并給出用DS2119M構建ULtra3 LVD/SE SCSI 終結器的典型應用電路。
DS2119M特點
DS2119M具有如下特點：
可全面兼容Ultra2、 Ultra3、Ultra160以及Ultra320 SCSI；提供LVD/SE終結工作模式；自動選擇LVD/SE終結模式；終結阻抗誤差不超過5%；內置熱關斷電路；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)終結模式和單端(SE)終結模式的多模式終結器專用集成電路。如果DS2119M終結器連結到單LVD SCSI總線，則DS2119M將以LVD終結模式工作；如果任何SE工作模式設備連接到該總線，則DS2119M將以SE終結模式工作；然而如果一只高電壓微分(HVD)設備被連結該總線，則DS2119M將使終結器與SCSI總線隔離。以上這些過程的變化都是由DS2119M的內部電路感測SCSI總線上的DIFFSENS線上的電壓而自動完成的。
如圖1所示，一個參考電源給兩個放大器供電，產生了一個1.25V的參考電壓和一個2.85V的參考電壓。內部控制邏輯電路檢測這兩種參考電壓并提供給終結電阻。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，系統將會使用2.85V的參考電壓。內部控制邏輯電路將轉換輸入輸出并聯電阻，從而改變總的終結阻抗。
DS2119M內部的DIFFSENSE電路是用以區分SE、HVD和LVD工作模式的，它將會給SCSI總線上的DIFFSENS線提供三種電壓中的一種電壓，兩只比較器和一個與非門電路將會區別出三種電壓，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腳監控SCSI總線的DIFFSENS線，以決定系統工作于何種工作模式。
DS2119M的DIFFSENSE管腳同時也驅動SCSI總線的DIFFSENS線(MSTR/SLV置高)，以決定SCSI總線的工作模式，DS2119M將會根據SCSI總線的DIFFSENS線上的電壓來確定SCSI總線正確的終結模式(SE、HVD、LVD)。
LVD模式：LVD模式是由DS2119M內部的兩個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105W的微分阻抗和一個150W的共模式阻抗。在沒有設備連接到SCSI總線時，系統提供一個112mV的維持偏壓。
SE模式：進入SE終結模式，SE參考電壓置2.85V，并且保持110W的終結阻抗。
HVD隔離模式：當一只高電壓微分(HVD)設備接入SCSI總線，DS2119M能將其自動識別出來，同時將終結器的各相關引腳從SCSI總線上隔離出來。
當ISO端置高或在熱關斷狀態時，終結器的各相關功能引腳將從SCSI總線上隔離出來，并且DIFFSENSE驅動器關斷。
為了確保系統可靠工作，DS2119M的TPWR腳應被連接到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線的行程，從而使輸入電容最小，減小對SCSI總線信號的影響。
為了保證系統按要求可靠工作，在每只DS2119M的VREF腳和地之間應該放置一只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構建的ULtra3 LVD/SE SCSI 終結器的典型應用電路。該電路外圍電路簡單，元件較少，且DS2119M的外圍引腳只有28腳，排版制作很方便。由于電路簡單，減少了PCB電路總布線量，可以改善走線間的串擾，提高了該SCSI終結器的可靠性。在實際運用中，我們感覺到用DS2119M構建的SCSI終結器，其終結性能比較優越，可以改善一般SCSI終結器在傳輸距離達到8米以上誤碼率高的問題，且兼容性較好。從理論上講，用該電路實現的SCSI終結器支持的最大數據傳輸速率可達320MB/s(雖然目前數據傳輸速率達320MB/s的SCSI設備還很少見)。
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電容應選用高分子有機半導體固體電解電容器，該類電容有著較低的等效串聯阻抗及漏電流，有著良好的高溫負荷特性，且使用溫度范圍較寬，使用該類電容可以大大提高產品的可靠性。
另外連接在VREF及TPWR引腳上的高頻瓷介電容請用片狀電容器，這樣可降低引線電感，提高濾波性能。
在進行PCB設計時請采用四層板結構型式，表面兩層為信號層，中間地層和電源層，地層電源層采用大面積布線型式。信號層上的過孔應盡量小且少，這樣不僅可以減小路徑電感，而且可以減少高頻信號層與層之間的相互影響。
結語
本文介紹的SCSI終結器有著較強的兼容性，支持總線熱插拔，并且制作方便。■
圖1 DS2119M功能原理圖
圖2 SCSI終結器的典型應用電路
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