高性能时钟产品趋势漫谈

125 MHz千兆位以太网;

156.25 MHz或 312.5 MHz 10千兆位以太网。

●频率要求为155.52 MHz的各种无源光网络(PON)应用。

其他受访厂家则详细介绍了通信和网络、电源、上网本和FPGA或ASIC应用。

1.通信和网络

ADI高级产品经理Jeff Keip说，通信基础设施市场对时钟性能的要求特别高，而网络终端市场的性能需求也在向同一水平靠拢。这两个市场还对保持和冗余参考支持等特性青睐有加，以便最大限度地提高系统的正常运行时间。因此，极低的抖动和相位噪声是关键技术指标。对于网络应用，抖动超过指定带宽(例如12kHz~20MHz，50kHz~80MHz)，而对于基站，客户所关注的是非常宽的带外噪声/抖动性能。在网络应用中，保持和切换等特性是将系统停机时间保持在最低限度所必需的。在无线通信中，这些特性也有用，尽管不是最关键的。

Maxim时钟产品线总监Ichiro Yamada具体介绍了无线基站中的应用：用于同步通信系统、无线基站、SONET/SDH、路由器的低噪声、高频时钟是近期市场的应用热点。中国和印度都在积极推进2G、3G手机基站和用于站间通信的点对点无线链路，虽然许多厂商已经瞄准LTE和WiMax市场，但GSM仍然保持其主流地位。

无线基站是同步系统，需要抖动抑制功能以便为终端电路提供稳定的时钟。基带单元与射频单元之间的串行通信要求抖动低于1ps的时钟，此外，射频单元还需要稳定的时钟驱动高速ADC和DAC，基于电流LC-VCO(LC压控振荡器)的PLL时钟具有稳定的时域特性(低抖动)，当然，为了改善频域的噪声(SSB相位噪声)指标还需要相应的改进措施。

同步以太网(SyncE)在基站中的应用非常普遍，无线基站网络采用传统的T1/E1。为了降低运行成本，运营商正在将TDM网络转移到包交换网络。考虑到无线基站系统是一个同步通信系统，需要对IP数据传输进行同步。IEEE1588是支持IP同步的标准之一。对于SyncE时钟设备，抖动抑制、时钟保持、无缝切换参考时钟、频率转换等都是设计中需要特别关注的因素。

这些热点应用对时钟提出了许多特定的技术要求。例如，无线RF应用中，相位噪声是最重要的指标之一，晶体振荡器能够满足这一指标要求，但许多开发商已经开始采用高Q值LC VCO和SAW技术。高度稳定的低频VCXO + PLL(压控晶振+锁相环)倍频对于SyncE线卡是一个经济实用的选择，非常适合背板时钟、PHY时钟转换、从背板时钟产生PHY参考时钟等应用。

这类应用中需要谨慎设计VCXO保持尽可能低的频率温漂，并使PLL倍频时钟的抖动低于1psRMS。另外，高速串行通信链路还要求时钟发生器具有较高的电源噪声抑制比。电源、高速开关器件(ASIC、FPGA、存储器等)的噪声会注入到PLL，影响抖动指标，因此，较高的电源噪声抑制比是PLL时钟发生器设计所面临的另一挑战。

2.上网本的计时

目前在中国，时钟的一个热点是上网本。“由于上网本基于传统的 PC 芯片组(Intel和 AMD)，以及一些移动处理器芯片(Freescale)，与这些供应商的关系的关键是了解上网本的必要条件。” IDT中国区总经理IDT公司黄黎明说：“IDT 与 PC 芯片组供应商保持了多年的合作关系，在每一代参考设计上与之紧密合作，所以IDT能第一个了解上网本平台的计时要求。由于是相对较新的 PC 型应用，在支持 Freescale的上网本方面，不同的客户对其项目的计时要求并不确定。IDT 的 Versaclock III 可编程时钟产品线是这些项目的较好选择，因为它们在客户的板上是完全可编程的，如果必要的话，可以重新编程，使客户能够立即做到根据系统计时需求完全自由地配置时钟。在上网本的具体技术要求方面，功耗对于延长电池寿命来说非常重要。IDT 与许多上网本客户紧密合作，创建特殊功能将电池寿命延长 15% 以上。”

3.开关稳压器的相位同步

随着电子装置越来越多地渗透到日常生活，如何确保它们之间不产生相互干扰成为了人们着重关注的焦点。但这一走势与另一个发展趋势完全背道而驰：由于对能量效率的要求日益提高，因此越来越多的电子产品在设计时采用了开关稳压器 (而不是线性稳压器)。随着稳压器数目的增加，EMI(电磁干扰)的影响也在加大。为了解决这些问题，设计师正在使用多相、扩频时钟。

“对于那些采用多个开关稳压器的系统，相位同步是一种定时方法，用于踌躇于每个开关电源的接通操作，这样，在先前是一个死区的地方将存在输入电流。”凌力尔特公司信号调理产品部产品市场工程师Greg Zimmer介绍说，这将产生诸多的好处：

●与同相同步相比，多个开关电源的异相同步具有较低的峰值电流 (EMI因而较低)。

●相位同步增加了产生EMI的