Silicom Labs. Cuándo utilizar un reloj frente a un oscilador

 

SI500
El SI500 es un oscilador de silicio que ofrece un rendimiento comparable al de los osciladores de cristal. A través del uso de los circuitos de estabilización innovadores, la necesidad de utilizar un resonador mecánico (cuarzo, MEM o SAW) se elimina.Esta tecnología utiliza un estándar de flujo de fabricación CMOS IC para que los plazos de entrega cortos para cualquier oscilador de frecuencia entre 0,9 MHz y 200 MHz. Este flujo de proceso simplificado permite muy soluciones rentables, especialmente para aplicaciones que requieren altas frecuencias y formatos diferenciales (LVPECL, LVDS y HCSL). El SI500 proporciona un rendimiento excelente y la inquietud es ideal para altos usos en grandes cantidades. Contacte a su representante de ventas local para las versiones del oscilador programable, disponible con la hora plazos de 24.

 

James Wilson, director de marketing, Silicón Laboratorios
Introducción
Una amplia gama de soluciones de momento están disponibles, incluyendo osciladores de cristal (XO), osciladores de cristal controlado por voltaje (VCXO), y relojes. No hay talla única estrategia se aplica cuando se trata de selección de componentes. Elegir el dispositivo adecuado para una aplicación determinada depende de una serie de factores, incluyendo si o no los relojes deben estar sincronizados con un reloj de referencia externa siempre, la arquitectura del sistema del procesador y de alta velocidad de serie de circuitos integrados de transmisión de datos, y la frecuencia y los requisitos de la inquietud de la aplicación final. En aplicaciones de alto rendimiento, bajo jitter y bajo ruido de fase son fundamentales ya que tienen un impacto directo sobre la tasa de bits erróneos en aplicaciones de alta velocidad de serie de transmisión de datos y la relación señal-ruido de los convertidores analógico a digital de datos.
Diseño de hardware en aplicaciones de alto rendimiento, tales como la creación de redes, inalámbricas, transmisión de RF, de difusión y video de prueba y medición escala vez más complejas como los diseñadores de hardware lidiar con la necesidad de apoyar un número creciente de normas, protocolos y especificaciones dentro de un diseño de hardware. Algunos ejemplos ilustran esta tendencia. El equipo de red más reciente está siendo diseñado para apoyar no sólo a SONET / SDH y Ethernet,pero también la transmisión de vídeo de alta definición. Equipos de infraestructura inalámbrica de próxima generación está siendo diseñado para apoyar tanto aWiMAX y LTE (Long-Term Evolución). Equipos de difusión de vídeo, que abarca una amplia variedad de funciones que incluyen la captura de imágenes, codificación,decodificación de procesamiento y transporte de vídeo, debe ser compatible con los estándares NTSC y PAL para garantizar la compatibilidad en todo el mundo. Cómodas líneas entre los tipos tradicionales de diferentes equipos cada vez más borrosa,se plantea un desafío por separado. Diseñar la arquitectura de sincronización más eficiente es fundamental en estas aplicaciones para reducir al mínimo el tiempo de diseño y el costo de lista de materiales.

Asincrónica Reloj
La fuente de reloj más simple es la generación de un oscilador (XO), que genera una frecuencia de salida única de un solo componente. XO a menudo se utilizan en aplicaciones asíncronas, como se muestra en la Figura 1. Cada oscilador proporciona una referencia local a mantener dos dominios de reloj independiente. La operación del sistema requiere frecuencias XO estar cerca pero no idénticos. Esta arquitectura es ideal para aplicaciones de tráfico modo de ráfaga. La comunicación continua requiere una gestión poco o relleno de paquetes y FIFO para prevenir el desbordamiento / condiciones desbordamiento. Equipo de procesamiento de vídeo y Ethernet 10/100/1000 BaseT, son ejemplos de aplicaciones que usan reloj asíncrono.XO selección debe basarse en los requisitos de frecuencia, la inquietud y la estabilidad de la aplicación final.

 

Asincrónica Reloj
La fuente de reloj más simple es la generación de un oscilador (XO), que genera una frecuencia de salida única de un solo componente. XO a menudo se utilizan en aplicaciones asíncronas, como se muestra en la Figura 1. Cada oscilador proporciona una referencia local a mantener dos dominios de reloj independiente. La operación del sistema requiere frecuencias XO estar cerca pero no idénticos. Esta arquitectura es ideal para aplicaciones de tráfico modo de ráfaga. La comunicación continua requiere una gestión poco o relleno de paquetes y FIFO para prevenir el desbordamiento / condiciones desbordamiento. Equipo de procesamiento de vídeo y Ethernet 10/100/1000 BaseT, son ejemplos de aplicaciones que usan reloj asíncrono.XO selección debe basarse en los requisitos de frecuencia, la inquietud y la estabilidad de la aplicación final.

 

Sin embargo, existen múltiples desventajas con una discreta solución PLL. Un PLL discreto requiere experiencia en diseño analógico y es sensible al ruido a nivel de placa, la atención tan especial hay que tener en el diseño y el diseño de PCB.Además, un PLL discreto proporciona típicamente una frecuencia de salida única. Si la frecuencia de cambiar el diseño de los requisitos, un VCXO independiente será de origen. En algunas aplicaciones, VCXOs múltiples se requieren para generar todas las frecuencias necesarias en la aplicación, el aumento de la complejidad lista de materiales. Para subsanar estas deficiencias, quad doble, e incluso VCXOs I2C programable en todo caso-como Silicón Lab Si571 están disponibles ahora para hacer frente a las aplicaciones multi-tarifa mediante la sustitución de varios VCXOs discreta con un solo dispositivo.
Un enfoque alternativo es usar una inquietud atenuante IC multiplicador de reloj, que integra el circuito PLL en el chip. El multiplicador de reloj mantiene bloqueo a la referencia de reloj, filtros de inestabilidad no deseada y genera una frecuencia de reloj de salida multiplicado por el transmisor. Especial cuidado debe tenerse en la selección de multiplicador de reloj IC, como todos los multiplicadores de reloj no son creados iguales. Para la alta velocidad de serie de aplicaciones de transmisión de datos, sólo el reloj más alto rendimiento VA multiplicador proporcionan el rendimiento necesario para satisfacer la inquietud de los requisitos de aplicación final. La especificación clave es la generación de fluctuación máxima en comparación con la generación de la inquietud típica. Un multiplicador de reloj que especifica máximo jitter mejor permite al diseñador de hardware para asignar un presupuesto inquietud entre la ruta de datos y componentes de tiempo en la tabla y asegurarse de que existe margen suficiente en todas las condiciones. Además, verifique las opciones de ancho de banda del lazo disponibles en el CI multiplicador de reloj. Si la atenuación de la inquietud del reloj de referencia se requiere, entonces muchas veces el ancho de banda del lazo debe ser de 1 kHz o menos. Por último, confirmar que el reloj IC multiplicador apoya todos los planes de frecuencia requerida. Un ejemplo de un multiplicador de reloj de frecuencia ágil que proporciona la atenuación inquietud y cualquier tipo de síntesis de frecuencia es el Si5319 Silicon Labs.
Por último, una solución de reloj es preferible a una solución discreta cuando las funciones de nivel de sistema de reloj se requieren. Un ejemplo de esto es el cambio sin hit entre los relojes de entrada, en los que el reloj controla la calidad de un reloj de referencia primaria y cambia a una referencia secundaria sobre la detección de una condición de alarma en el reloj principal. Otro requisito populares a nivel de sistema de reloj es remanente, en los que el reloj sigue generando un reloj de salida estable en ausencia de un reloj de referencia válido. Relojes están disponibles de múltiples proveedores que se ocupan de estos requisitos a nivel de sistema.
El siguiente cuadro resume en una solución XO, VCXO, o el reloj debe ser utilizado

 

Tabla 1. El tiempo Guía de soluciones
Escoger el reloj de la derecha o del oscilador para un diseño próximo puede ser muy simplificado, siguiendo las directrices mencionadas anteriormente. Silicon Laboratories ofrece un amplio rango de fluctuación atenuante multiplicadores de reloj, generadores de reloj, buffers de reloj, XO, y VCXOs para satisfacer las necesidades de los clientes momento único. Más información acerca de estos productos está disponible en www.silabs.com / tiempo.