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安森美半導(dǎo)體完整時鐘解決方案滿足時鐘市場更高要求

發(fā)布時間:2008-11-07

技術(shù)特性:

  • 一流的長期時域抖動性能
  • 10 MHz頻率優(yōu)異的-163 dBc/Hz元件域噪聲
  • 創(chuàng)造了亞皮秒抖動質(zhì)量的時鐘
  • 可以實(shí)現(xiàn)100 MHz~ 312.5 MHz多個頻率中的單個和/或兩個頻率
  • 可以替代傳統(tǒng)晶振,降低成本,增加靈活性和功能針
  • 對不同客戶的不同需求進(jìn)行產(chǎn)品定制化

應(yīng)用范圍:

  • 路由器/交換機(jī)、光網(wǎng)絡(luò)/無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)
  • DSLAM/集成多工器、工作站CPU和存儲器時鐘分配
  • 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、工作站和服務(wù)器
  • 機(jī)頂盒和數(shù)字電視等應(yīng)用

安森美半導(dǎo)體(ON Semiconductor,美國納斯達(dá)克上市代號:ONNN)不斷開發(fā)和拓展完整的時鐘解決方案?;谠陔p極型、CMOS和0.18μm硅鍺(SiGe)BiCMOS工藝上先進(jìn)的鎖相環(huán)(PLL)電路布局和設(shè)計專業(yè)技術(shù),安森美半導(dǎo)體25年來一直在最低抖動和skew時鐘分配性能方面領(lǐng)先業(yè)界。安森美半導(dǎo)體的時間抖動比競爭對手小50%,令系統(tǒng)設(shè)計更簡易,并消除時間誤差。此外,安森美半導(dǎo)體在全球時鐘支持(ECL)市場排名第一。

市場研究機(jī)構(gòu)Databeans的調(diào)查表明,2007年全球時鐘市場收入為16億美元,預(yù)計2007年至2012年總時鐘市場年復(fù)合增長率(CAGR)將達(dá)到11%。安森美半導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品部全球市場營銷副總裁麥滿權(quán)認(rèn)為,隨著市場應(yīng)用走向融合,硅基時鐘和晶振供應(yīng)商將進(jìn)行整合,硅基鎖相環(huán)(PLL)時鐘解決方案將繼續(xù)替代傳統(tǒng)晶振(XO)以滿足更高頻率、復(fù)雜度及系統(tǒng)同步對時鐘解決方案的要求。

隨著自動測試設(shè)備、電信及網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)及消費(fèi)電子產(chǎn)品復(fù)雜度及系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸率/頻率的不斷提高,系統(tǒng)需要更加精確的同步,并實(shí)現(xiàn)更低的抖動(低于1 ps)。同時,系統(tǒng)對高性價比的電磁干擾(EMI)抑制(采用擴(kuò)頻技術(shù))的要求也越來越高。因此,客戶需要用多頻率時鐘產(chǎn)生器來整合時鐘樹(晶體、PLL、緩存、I/O),利用高性能的鎖相環(huán)(PLL)替代較高頻率應(yīng)用中的傳統(tǒng)晶振,使時鐘扇出具備靈活的skew,并支持多種I/O(LVDS、PECL、HCSL、HSTL)。此外,客戶還需要半定制化時鐘和可編程時鐘來盡量提升系統(tǒng)性能和設(shè)計靈活性。這些應(yīng)用趨勢對時鐘產(chǎn)生技術(shù)及頻率元件提出了更高的要求,市場迫切需要能夠滿足上述需求的完整時鐘樹解決方案。

麥滿權(quán)表示:“正是為了迎合時鐘市場及時鐘產(chǎn)生技術(shù)的應(yīng)用趨勢,我們利用先進(jìn)的半導(dǎo)體工藝和模擬技術(shù)專長,開發(fā)了一系列全硅頻率技術(shù)產(chǎn)品。這些產(chǎn)品可以在系統(tǒng)中提供猶如心臟有規(guī)律的跳動的準(zhǔn)確頻率,在實(shí)現(xiàn)更高性能的同時,簡化系統(tǒng)的復(fù)雜程度,實(shí)現(xiàn)精確的系統(tǒng)同步。”

安森美半導(dǎo)體的時鐘樹解決方案包括時鐘產(chǎn)生和時鐘支持及分配兩大部分。前者包括高性能時鐘、時鐘模塊、靈活的CMOS可編程時鐘;后者包括時鐘分配、分立式PLL器件、時鐘支持邏輯。其中,時鐘產(chǎn)生部分中基于PLL的PureEdge硅頻率模塊NBXxxxx系列目前包括九款產(chǎn)品,均具有業(yè)界一流的長期時域抖動性能和10 MHz頻率優(yōu)異的-163 dBc/Hz元件域噪聲,可彌補(bǔ)在整合12 Hz至20 MHz頻率時的0.4皮秒(ps)均方根(RMS)相位抖動,使整個系統(tǒng)時鐘樹具有更大的時序裕量。這些元件創(chuàng)造了亞皮秒抖動質(zhì)量的時鐘,可以實(shí)現(xiàn)100 MHz、106.25 MHz、125 MHz、155.52 MHz、156.25 MHz、200.00 MHz、212.5 MHz、250 MHz、311.04 MHz和312.5 MHz中的單個和/或兩個頻率,非常適用于1x/2x光纖信道、串行ATA、iSCSI、PCIe、同步光網(wǎng)絡(luò)(SONET)/同步數(shù)字體系(SDH)、以太網(wǎng)和時鐘裕量應(yīng)用。

采用PureEdge時鐘產(chǎn)生模塊可以為設(shè)計師帶來以下優(yōu)勢:替代傳統(tǒng)晶振,降低成本,增加靈活性和功能。在晶振方面,可以縮短傳統(tǒng)晶振的上市時間,易于獲得非標(biāo)準(zhǔn)頻率。更重要的是,混合模塊中的PLL可以在5 mm×7 mm×1.9 mm陶瓷封裝中直接替代晶振模塊。這種方式可以提供多種可供選擇的頻率、多種邏輯系列輸出電平(無需電平轉(zhuǎn)換器),抑制抖動;還可以降低制造成本,提高可靠性。

安森美半導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品部先進(jìn)邏輯分部總監(jiān)兼總經(jīng)理何燾(Dan Huettl)說:“安森美半導(dǎo)體的PLL硅頻率技術(shù)可以提供極有競爭力的相位噪聲和穩(wěn)定的性能,因此將逐漸替代目前微處理器和采用微控制器的系統(tǒng)中的傳統(tǒng)晶振。”他表示,PLL技術(shù)還具備許多其他傳統(tǒng)晶振所沒有的優(yōu)勢,包括設(shè)計上的靈活性、可編程能力,有助于降低成本和提高性能。可編程PLL還可以產(chǎn)生多種頻率,支持多種接口,所以能以單一IC滿足全部時鐘樹要求,讓客戶能以單個器件替代多個晶振,實(shí)現(xiàn)靈活的設(shè)計。此外,它還支持?jǐn)U頻和可編程延遲等新功能。

值得一提的是,除了高性能PureEdge時鐘產(chǎn)生模塊為設(shè)計人員實(shí)現(xiàn)晶振替代和提升靈活性,安森美半導(dǎo)體的可編程時鐘以單顆器件替代傳統(tǒng)解決方案,為設(shè)計人員提供靈活性,并具有一流抖動性能,幫助他們滿足設(shè)計要求。以常見的機(jī)頂盒(STB)、數(shù)字電視、家庭網(wǎng)關(guān)和其它消費(fèi)應(yīng)用等為例,這些系統(tǒng)中可能涉及到眾多不同的功能模塊,需要不同的時鐘頻率,如PCI(33 MHz)、PCIe(66 MHz)、USB(24/48 MHz)、以太網(wǎng)(20/25/50 MHz)、處理器時鐘(14/24 MHz)、視頻時鐘(27 MHz)、ADSL/VDSL(36 MHz)、DDR2/DDR3存儲器時鐘(100/133/166/200/266/333/400 MHz)、千兆位以太網(wǎng)GbE(125 MHz)和ASIC時鐘(廠商專有的30至100 MHz)等。目前業(yè)界用于滿足機(jī)頂盒等應(yīng)用復(fù)雜時鐘要求的解決方案是分產(chǎn)晶體和/或CMOS晶體振蕩器。這種解決方案帶來許多問題,一是成本高昂,每部機(jī)頂盒/數(shù)字電視等系統(tǒng)需要采用5至7顆晶體/晶體振蕩器,二是占用過多的電路板空間,三是增加了設(shè)計復(fù)雜度,四是晶體和CMOS晶體振蕩器的采購交貨周期較長,不利于制造商加快產(chǎn)品上市時間。針對這些問題,安森美半導(dǎo)體推出高性能的可編程時鐘乘法器,采用單個多PLL可編程時鐘解決方案替代機(jī)頂盒、數(shù)字電視和其它消費(fèi)應(yīng)用中的所有分立晶體和/或CMOS晶體振蕩器,產(chǎn)生系統(tǒng)需要的所有頻率,幫助減小電路板空間、降低成本及提高設(shè)計靈活性。

NB3N3020就是安森美半導(dǎo)體最新推出的一款可編程時鐘乘法器,這器件在同顆器件上產(chǎn)生低壓正射極耦合邏輯(LVPECL)時鐘及低壓互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(LVCMOS)時鐘,這使NB3N3020能夠用于寬廣范圍的應(yīng)用,如網(wǎng)絡(luò)、消費(fèi)電子和計算機(jī)應(yīng)用。這器件含有三個三電平LVCMOS單端選擇引腳,設(shè)定26種可能時鐘頻率中的一種,從而為設(shè)計人員提供靈活性,幫助他們滿足設(shè)計要求,及采用單顆定制器件替代不同系統(tǒng)中的多個時鐘。NB3N3020可編程時鐘乘法器擁有8 MHz至210 MHz的寬輸出頻率范圍。它采用一顆5.0至27 MHz基本模式并行諧振晶體或一顆2.0至210 MHZ LVCMOS單端時鐘源,產(chǎn)生差分LVPECL輸出和單端LVCMOS輸出,而多種可供選擇的時鐘輸出頻率是對輸入時鐘頻率相乘的結(jié)果。低電平時,LVCMOS輸出啟用(OE)三態(tài)時鐘輸出,使系統(tǒng)設(shè)計人員能夠在其系統(tǒng)中動態(tài)地控制時序狀況。這器件擁有極佳的抖動性能,周期抖動僅為5皮秒(ps),從而為電路板設(shè)計人員提供更高的系統(tǒng)時序裕量,適合更高頻率的設(shè)計,具有更高的可靠性。

除了不斷推出新產(chǎn)品,安森美半導(dǎo)體也針對不同客戶的不同需求進(jìn)行產(chǎn)品定制化。安森美半導(dǎo)體的新一代產(chǎn)品策略是充分利用在專有組件庫、高速PLL設(shè)計和微型封裝的技術(shù)優(yōu)勢,繼續(xù)開發(fā)領(lǐng)先業(yè)界的時鐘產(chǎn)生和支持產(chǎn)品及邏輯轉(zhuǎn)換器,以業(yè)界最完整、抖動最低的時鐘樹解決方案滿足路由器/交換機(jī)、光網(wǎng)絡(luò)/無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)、DSLAM/集成多工器、工作站CPU和存儲器時鐘分配、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(主總線適配器卡、網(wǎng)絡(luò)卡)、工作站和服務(wù)器、機(jī)頂盒和數(shù)字電視等應(yīng)用的需求。

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