讓電子系統(tǒng)的心跳更加強(qiáng)勁

2005年，IDT收購(gòu)集成電路系統(tǒng)(ICS)業(yè)務(wù)后成為業(yè)界領(lǐng)先的時(shí)鐘時(shí)序集成電路解決方案供應(yīng)商。而在今年3月正式完成對(duì)IDT的收購(gòu)之后，其豐富的時(shí)鐘分發(fā)和時(shí)鐘合成器產(chǎn)品、以及尖端系統(tǒng)時(shí)序解決方案均納入瑞薩電子旗下，從而使瑞薩具備了業(yè)界最低相位噪聲和最高性能，最豐富最全面的時(shí)鐘產(chǎn)品組合，能滿足幾乎任何應(yīng)用的任何嚴(yán)苛的系統(tǒng)需求。

“時(shí)鐘IC”是一個(gè)廣義上的術(shù)語(yǔ)，用于描述可在電子系統(tǒng)中生成、調(diào)制、操縱、分發(fā)或控制計(jì)時(shí)信號(hào)的集成電路。在電平高和低狀態(tài)之間振蕩，并被用作節(jié)拍器來協(xié)調(diào)電路，這是時(shí)鐘計(jì)時(shí)信號(hào)最基本的職責(zé)。然而，在目前最先進(jìn)的系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，時(shí)鐘IC還必須能夠生成精確的時(shí)鐘脈沖，并持續(xù)可靠地分發(fā)該信號(hào)以供系統(tǒng)中的各種計(jì)時(shí)設(shè)備使用。當(dāng)以如此之高的速度運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)和環(huán)境因素使保持信號(hào)質(zhì)量變得極富挑戰(zhàn)性，通常會(huì)導(dǎo)致較高的位錯(cuò)誤率(BER)和系統(tǒng)性能降級(jí)。

晶體振蕩器(Oscillator)

瑞薩提供晶體振蕩器(XO)。其中XL、XA(滿足AEC-Q200標(biāo)準(zhǔn))和XU屬于高性能晶體振蕩器系列，采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝(3.2 x 2.5mm、5 x 3.2mm、7 x 5mm)和引腳，可提供HCMOS、LVPECL、LVDS 和HCSL輸出。XU和XL/XA系列分別擁有300fs和750fs RMS相位抖動(dòng)(12kHz-20MHz)，同時(shí)提供±20ppm/±25ppm/±50ppm/±100ppm的精度選項(xiàng)、以及16kHz至1.5GHz的自定義頻率，適用于網(wǎng)絡(luò)、可視系統(tǒng)、信息娛樂、通信、數(shù)據(jù) I/O、存儲(chǔ)和服務(wù)器等相關(guān)應(yīng)用。

今年5月推出的新型ProXO系列可編程、超低噪聲時(shí)鐘振蕩器，則具有加速器卡、100G和400G交換機(jī)以及數(shù)據(jù)中心、通信基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)應(yīng)用中使用的光學(xué)收發(fā)器所需的關(guān)鍵低相位噪聲時(shí)鐘功能，ProXO支持多種封裝、具有低于120fs相位抖動(dòng)性能、允許1.8V-3.3V輸入電壓、內(nèi)置獨(dú)立諧振器、可在線配置五種可選輸出類型(LVDS、CML、LVPECL、LVCMOS和HSCL)、輸出頻率亦可在線設(shè)置等特點(diǎn)，最大可能的滿足客戶的高性能、靈活可變和可靠性方面的要求。

時(shí)鐘產(chǎn)生(Clock Generator)

l       可編程時(shí)鐘發(fā)生器

可編程時(shí)鐘發(fā)生器(也被稱為可編程計(jì)時(shí)裝置)可幫助設(shè)計(jì)人員通過取代晶體、振蕩器、和含有單一計(jì)時(shí)裝置的緩沖器的方式節(jié)省電路板空間和成本，這使得它們極其適合于消費(fèi)品、數(shù)據(jù)通信、電信和計(jì)算等應(yīng)用。瑞薩的可編程時(shí)鐘發(fā)生器系列包括通用頻率轉(zhuǎn)換器(UFT)、FemtoClock NG、MicroClock以及VersaClock等系列，每種產(chǎn)品均提供不同級(jí)別的抖動(dòng)性能、能耗、靈活性以及成本，最大可能滿足不同應(yīng)用需求的客戶。

——MicroClock時(shí)鐘發(fā)生器

微型可編程時(shí)鐘發(fā)生器（MicroClock）最新產(chǎn)品5X1503和5L1503非常適合用于需要小尺寸和超低功耗的緊湊型便攜式產(chǎn)品應(yīng)用。5X1503/5L1503器件的尺寸僅為2.0 x 2.0mm，可顯著縮減80%以上的電路板面積，具有3路獨(dú)立可編程LVCMOS輸出，輸出頻率高達(dá)100MHz且部分產(chǎn)品支持展頻（Spread spectrum）功能。另外，該時(shí)鐘發(fā)生器的三路輸出均支持32.768kHz實(shí)時(shí)參考時(shí)鐘(RTC)，并且在省電模式下僅需消耗1μA電流，可讓裝置單靠一顆220mAh鈕扣電池就能運(yùn)行12年以上。

——VersaClock 3S

VersaClock 3S系列可編程時(shí)鐘發(fā)生器集低功耗、高靈活性和高性能于一身，可通過替代多個(gè)分立式時(shí)鐘組件簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，也可以通過降低BOM和縮小電路板空間來降低成本，從而為消費(fèi)類電子產(chǎn)品、數(shù)據(jù)通信、電信以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了前所未有的多樣性。

該產(chǎn)品系列可支持從1.8到3.3V的工作電壓、差分(LVPECL/HCSL/LVDS/LP-HCSL)和 LVCMOS輸出類型、支持高達(dá)3個(gè)PLL和多個(gè)分?jǐn)?shù)分頻器，以便能夠準(zhǔn)確生成幾乎任何頻率。產(chǎn)品可滿足各種系統(tǒng)要求，如取代振蕩器、支持PCIe Gen 1/2/3，同時(shí)具有極低的功耗。

——VersaClock 6系列

該系列為VersaClock 3S的升級(jí)產(chǎn)品，除了具備VersaClock 3S的特點(diǎn)外，其具備更好的RMS相位抖動(dòng)（低于500fs）和更寬的輸出時(shí)鐘頻率范圍（

 1kHz to 350MHz）。其浮點(diǎn)型分頻器支持更精細(xì)的輸出頻率要求，內(nèi)置OTP可提供4種預(yù)配置和支持通過I2C總線進(jìn)行在線配置，同時(shí)符合PCIe Gen 1/2/3/4標(biāo)準(zhǔn)。

l        PCIe 時(shí)鐘發(fā)生器

PCIe作為高速串行通信接口，其 PCIe Gen4 協(xié)議最高速度可達(dá)16Gb/s。與任何串行通信接口一樣，相位抖動(dòng)是最關(guān)鍵的時(shí)鐘參數(shù)，這使得PCIe時(shí)鐘發(fā)生器成為PCIe設(shè)計(jì)的關(guān)鍵器件之一，是系統(tǒng)性能和可靠性的決定因素。PCIe系統(tǒng)如果使用低性能時(shí)鐘鏈接可能趨向于低于標(biāo)榜的吞吐量，或發(fā)生大量鏈接錯(cuò)誤，從而必須重新發(fā)送數(shù)據(jù)，甚至?xí)o法正常工作。

瑞薩PCIe時(shí)鐘發(fā)生器提供1 到8個(gè)輸出端，完全滿足PCIe 1/2/3/4 規(guī)格要求 。集成式終端可將輸出直接連接至傳輸線路，從而節(jié)省大量電路板空間。此外，瑞薩還提供1.5V、1.8V 或3.3V版本的高性能時(shí)鐘發(fā)生器，使設(shè)計(jì)人員能夠從其芯片的FPGA或系統(tǒng)中的同一電源向PCIe時(shí)鐘發(fā)生器供電。

l        EXCALIBUR系列

該系列屬于超低噪聲時(shí)鐘發(fā)生器，8V4xNS0x12 FemtoClock時(shí)鐘發(fā)生器系列在四組獨(dú)立的分頻器中設(shè)有12路輸出，具有三個(gè)整數(shù)輸出分頻器和一個(gè)小數(shù)輸出分頻器，支持頻率高達(dá)2500MHz的以太網(wǎng)、同步光纖網(wǎng)絡(luò)(SONET)以及通用公共無線電接口(CPRI)，無需單獨(dú)的時(shí)鐘域和扇出緩沖器，因此降低了物料清單(BOM)成本并簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，適用于通信和數(shù)據(jù)通信市場(chǎng)的高性能時(shí)序，尤其適用于需要極低相位噪聲的應(yīng)用。

時(shí)鐘分配(Clock Distribution)

時(shí)鐘分配產(chǎn)品用于在使用或不使用鎖相環(huán)路(PLL)的情況下，在系統(tǒng)中調(diào)節(jié)、扇出并分配時(shí)鐘信號(hào)。這些器件非常適合于大多數(shù)輸入信號(hào)質(zhì)量良好的應(yīng)用，其目標(biāo)是緩沖、扇出、分配或多路復(fù)用輸入信號(hào)。單輸出時(shí)鐘緩沖器還用于將時(shí)鐘從一個(gè)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化成另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)(例如將LVCMOS輸入轉(zhuǎn)化成LVPECL輸出)。

作為計(jì)時(shí)解決方案的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，瑞薩提供豐富的時(shí)鐘緩沖器、時(shí)鐘分配和多路復(fù)用器解決方案組合，這些器件支持的最常見的LVDS、LVPECL、HCSL、LVCMOS、CML、HSTL、SSTL等類型，可滿足幾乎任何應(yīng)用的需求。

5PB11xx系列是低功耗LVCMOS扇出緩沖器的典型代表。新緩沖器可提供2、4、6、8和10路LVCMOS輸出，并可以支持1.8V、2.5V和3.3V的電源和輸出，其均方根附加相位抖動(dòng)(12kHz至20MHz)不到50fs，并且只有14mA的內(nèi)核電流消耗。與競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品相比，可為系統(tǒng)設(shè)計(jì)師提供更大的抖動(dòng)容限，幫助他們滿足系統(tǒng)時(shí)鐘的要求。新緩沖器系列所有器件均采用2mm×2mm DFN 8引腳封裝，也均可在-40℃至105℃的擴(kuò)展溫度下工作，適合于高端消費(fèi)電子產(chǎn)品、工業(yè)、數(shù)據(jù)通信、電信和計(jì)算等時(shí)序應(yīng)用。

而5P83904是一顆具備1-4路無源晶體輸入的高性能LVCMOS扇形輸出緩沖器，采用標(biāo)準(zhǔn)TSSOP或小型QFN封裝，可在1.8V到3.3V電源之間工作。該器件支持10MHz到40MHz的無源本振晶體輸入，并可輸出同類最佳相位噪聲性能的LVCMOS時(shí)鐘。此外，5P83904具有同步無故障輸出啟用功能，可在啟用或禁用輸出時(shí)消除任何中間錯(cuò)誤輸出時(shí)鐘周期。

IDT PCIe分配器則擁有2到19路不等的輸出范圍，能夠滿足PCI Express Gen 1、Gen 2、Gen 3和Gen 4的要求。IDT提供內(nèi)置PLL的PCIe分配器以滿足零時(shí)延要求或無內(nèi)置PLL的PCIe分配器等多種選擇，同時(shí)其輸出端還內(nèi)置不同阻值（33Ω/85Ω/100Ω）的端接電阻以降低客戶電路板設(shè)計(jì)難度、減小電路板尺寸和提高系統(tǒng)可靠性。以9DBL0941為例，這是瑞薩3.3V全功能PCIE時(shí)鐘系列的一個(gè)成員，支持PCIE Gen1-4共模時(shí)鐘(CC)和PCIE獨(dú)立展頻時(shí)鐘(SRIS)系統(tǒng)，其輸出端還提供了100Ω的端接電阻。

抖動(dòng)衰減器(Jitter Attenuator)

抖動(dòng)衰減器可從一個(gè)或多個(gè)輸入時(shí)鐘信號(hào)中消除不需要的噪聲，從而滿足嚴(yán)苛的時(shí)鐘抖動(dòng)需求。該系列產(chǎn)品的不同型號(hào)使用 VCXO 或簡(jiǎn)單晶體作為參考，支持使用固定頻率晶體。此外，抖動(dòng)衰減器產(chǎn)品還包括頻率轉(zhuǎn)換部分，支持輸出頻率與輸入頻率完全不同。這種輸入-輸出頻率可根據(jù)所選器件采用整數(shù)分頻或浮點(diǎn)型分頻。該系列中的器件均支持靈活分頻，從而提供多種獨(dú)立頻率。

將抖動(dòng)衰減器和頻率轉(zhuǎn)換器集成在一起的做法簡(jiǎn)化了電路，同時(shí)也將物料清單(BOM)減至最少。 瑞薩豐富的抖動(dòng)衰減器和頻率轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品組合具有不同級(jí)別的性能、功耗和可編程性，支持各種單端和差分信號(hào)級(jí)，如 LVCMOS、LVPECL、LVDS、HCSL、HSTL 或 SSTL等，可以滿足幾乎任何應(yīng)用的需求。

8T49N240 FemtoClock^? NG通用頻率轉(zhuǎn)換器設(shè)有單通道浮點(diǎn)反饋PLL，可用作抖動(dòng)衰減器或頻率合成器的頻率轉(zhuǎn)換器。8T49N240配有三個(gè)整數(shù)和一個(gè)浮點(diǎn)輸出分頻器，最多可產(chǎn)生四個(gè)不同的輸出頻率(8kHz至867MHz)。這些頻率完全獨(dú)立于輸入時(shí)鐘參考頻率和晶體參考頻率，輸出可以在LVPECL、LVDS、HCSL或LVCMOS輸出電平之間進(jìn)行靈活選擇。