Dado que las empresas de MEMS como SiTime , Discera y Arena 9, continúan en la comercialización y desarrollo de sus tecnologías de oscilador, nos conectamos y hablamos con el Dr. Haddara Hisham, director general de Sistemas de Si-Ware. En esta entrevista detallada, el Dr. Haddara, proporciona una visión general de las tecnologías basadas en osciladores de MEMS incluyendo métricas como clave de rendimiento y consideraciones para el oscilador, en su arquitectura general de para la solución . El Dr. Haddara, proporciona una perspectiva única sobre la tecnología espacial del oscilador, en su papel de diseño ASIC para los desarrolladores de dispositivos MEMS resonadores Discera. Si-Ware, también ha desarrollado una base IC "todos silicio" con tecnología oscilador propio.
MEMS inversores Diario: ¿Cuáles son los osciladores programables de reloj y lo que es una ventaja sobre ellos?
El Dr. Hisham Haddara : Cualquier sistema electrónico, tales como discos duros, cámaras, tarjetas de video y otros, normalmente en ellos se utilizan varios osciladores de reloj, para proporcionar información de tiempo necesario para el buen funcionamiento del sistema. La ventaja de un oscilador de reloj programable, es la posibilidad de personalizar la frecuencia del oscilador, después de procesamiento por lotes. Los bajos niveles de precios por el procesamiento de grandes volúmenes de chips "virgenes", se puede llegar mientras que la frecuencia todavía se pueden personalizar, según las especificaciones del cliente * después * de fabricación.
MEMS inversores Diario: Para osciladores de reloj, ¿cuáles son las principales medidas de desempeño?. En términos sencillos, ¿cuál es el significado de cada medida de desempeño?
El Dr. Hisham Haddara: Las medidas de rendimiento principales de los osciladores de reloj, son rango de frecuencias y la resolución, la estabilidad y la tolerancia, la inquietud, el consumo de energía, rango de temperatura y la capacidad de conducción.
Rango de frecuencia y resolución:
Cuanto mayor sea el rango de frecuencias que puede cubrir, mayor será el mercado que potencialmente puede servir con su dispositivo de bajo costo. Una buena resolución de los pasos de frecuencia (el incremento) permite una mayor flexibilidad en la selección de la frecuencia por el cliente.
La estabilidad y la tolerancia
Los osciladores de reloj pueden producir una frecuencia especifica. Cualquier desviación de la frecuencia como la temperatura excesiva es indeseable, ya que puede influir negativamente en el rendimiento del sistema. La tolerancia de frecuencia, es la cantidad de deriva al incremento en la temperatura. Por lo general se mide en partes por millón (ppm), y la más baja es la mejor. Este es un indicador clave de los dispositivos de sincronización. En nuestro trabajo con Discera, por ejemplo, nos aseguramos de una tolerancia de baja frecuencia, se logre a través de una técnica de compensación de temperatura efectiva, que corrige cualquier deriva en el resonador MEMS.
Jitter
La salida de un chip de reloj, es una onda cuadrada que tiene un período específico (inverso de la frecuencia). Variación de las medidas la estabilidad de este período, es de un ciclo a otro. Una señal de inquietud baja tendrán períodos de tiempo constante entre cada dos bordes consecutivos, mientras que una señal nerviosa que tienen períodos que varían aleatoriamente de un ciclo a otro en torno al valor nominal. Jitter, puede ser pensado como el ruido en la base de tiempo del sistema. Esto puede conducir a la degradación en la calidad de la señal. En casos extremos, puede conducir a la inestabilidad del ciclo de reloj de deslizamiento, en los microprocesadores que conduce a cálculos erróneos.
Consumo de energía
La reducción del consumo de energía, es siempre un objetivo, ya que tiene un impacto directo sobre la vida de la batería para los dispositivos con pilas.
Rango de temperatura
El rango de temperatura, sobre la cual la parte mantiene un funcionamiento correcto, cumple con especificaciones técnicas y se limita a la tolerancia de la estabilidad especificado.
Capacidad de conducción
La carga capacitiva máximo el chip puede manejar. Cuanto mayor sea la capacidad de conducción, los circuitos, más el oscilador de reloj puede conducir sin la necesidad de amortiguación adicional. Esto simplifica el diseño del sistema del cliente y evita las demoras no deseadas de amortiguamiento.
MEMS inversores Diario: Recientemente anunció que está colaborando con Discera, una empresa que ha desarrollado la tecnología MEMS resonador.¿Cuál es su papel en el proyecto con thme? ¿Qué es Si-Ware ofrecer y lo que es Discera que prevé la solución global?
El Dr. Hisham Haddara : El producto total, es un oscilador de reloj programable basado en MEMS de resonador Discera. Consiste en el resonador de MEMS (que es un dispositivo pasivo), y un ASIC electrónico que proporciona toda la circuitería activa y la inteligencia.
El oscilador de reloj programable global, es producto de Discera. Proporcionar la matriz de MEMS y externalizar el diseño ASIC, para Si-Ware. Sin embargo, ellos manejan la fabricación ASIC, el embalaje de la solución global y pruebas de producción. Parte de Si-Ware, es el diseño de ASIC, de acuerdo a las necesidades de Discera, y proporcionar apoyo en gran escala en todas las etapas de producción.
Lo que Si-Ware lleva a la solución, es una amplia experiencia en el diseño analógico y de señal mixta que se obtiene a partir de nuestro trabajo con muchos otros clientes en este área de tecnología. El know-how, es crucial para la creación de un resonador MEMS funcional, y extraer el mejor rendimiento posible de el.
Otra ventaja importante de las capacidades de Si-Ware, es nuestra amplia experiencia en una variedad de dispositivos MEMS, como resonadores, sensores inerciales y MEMS óptico. Una comprensión profunda de la modelización y calibración de los dispositivos MEMS, es clave para el éxito de cualquiera de los módulos basados en MEMS. Por último, apoyamos a nuestros clientes en gran medida en todas las etapas del ciclo de vida del producto, incluyendo pruebas en el banco y la caracterización, el flujo de producción propiamente dichos, así como el problema de la depuración y la solución.
MEMS inversores Diario: ¿Quiénes son los principales competidores 3.4 de su producto oscilador de reloj, basado en la tecnología Discera resonador de MEMS?
El Dr. Hisham Haddara : Discera estaría en una mejor posición para responder a esta pregunta, ya que tienen una mejor comprensión de sus competidores. -Ware contribución Si se cumplen los requisitos de Discera con el mejor rendimiento y menor consumo de energía posible.Este producto alcanza una temperatura muy amplia, muy amplia gama de frecuencias (150MHz) y una capacidad de conducción de alto. La competitividad del producto global dependerá en gran medida del resonador MEMS sí mismo.
MEMS inversores Diario: ¿Cuál es el consumo del oscilador poder y cómo se compara a un calendario basado en dispositivos de cuarzo? ¿Cómo se compara con otros dispositivos basados en MEMS, tales como los de SiTime?
El Dr. Hisham Haddara: solución de consumo de energía es de alrededor de 6.2 Nuestro mA a 20 MHz, sin carga. El cuarzo es generalmente de menor consumo de energía debido al factor de mejor calidad (a menudo llamado el factor Q) del resonador de cuarzo. Sin embargo, la ventaja de osciladores basados en el silicio es en el precio, debido a la economía de procesamiento por lotes, así como la fiabilidad.
El consumo de energía de un oscilador de MEMS, basados dependerá en gran medida de la calidad del propio resonador y la frecuencia que opera a, es decir, cuanto mayor sea la frecuencia, potencia, mejor rendimiento y el menor es necesario para generar la salida programable.
MEMS inversores Diario: También mencionar que el rango de temperatura de trabajo se extiende?¿Cuál es el rango de temperatura estándar y para qué sirve la solución? ¿Cómo eres capaz de extender el rango de temperatura?
El Dr. Hisham Haddara : Un comercial rango de temperatura estándar es de 0 a 70 ° C. Una amplia gama de -20 a 70 ° C, y una gama industrial es de -40 a 85 ° C. Nuestra gama de temperaturas de -40 a 105 ° C.
Para lograr un amplio rango de temperaturas, varios factores son importantes. Un diseño robusto de los circuitos analógicos con márgenes amplios hay que garantizar. Añadimos las perillas de calibración para el trazado de circuito sensible y ajustar su comportamiento a las temperaturas extremas. Una calibración sofisticada marca de rutina estos mandos de una manera que garantice un funcionamiento correcto. Por último, el hardware exacta compensación de temperatura es necesario para compensar la dependencia de la temperatura del elemento de MEMS.
MEMS inversores Diario: ¿Cuáles son las entradas y salidas de señal de este oscilador de Discera?
El Dr. Hisham Haddara : El ASIC y el resonador de MEMS se encuentran en el mismo paquete y las interconexiones entre ellos son internos al producto. El ASIC conecta con el mundo exterior a través de sólo 4 pines: VDD y tierra que entregar el poder, la terminal de Activación que convierte el chip de encendido o apagado, y de salida que transmite la señal de salida de reloj del chip. Esto asegura la compatibilidad con la huella existente de los relojes de cuarzo generalizada.
Una característica importante de este producto es la capacidad de comunicarse, calibrar y programar el chip sólo a través de los cuatro pernos. la tecnología del silicio-Ware, le permite a este por las funciones de multiplexación en el mismo 4 pines del chip, la asignación de usos múltiples para cada pin. Esto es visible sólo durante la fase de calibración.
MEMS inversores Diario: ¿Cuándo y cómo son las fichas de calibración? ¿Cada chip tiene que ser calibrado de forma individual? ¿Cómo funciona este proceso de calibración afectar el costo?
El Dr. Hisham Haddara: La calibración se realiza en la línea de producción de acuerdo a una rutina de calibración ciertos diseñado para optimizar el rendimiento del chip de cada individuo a la frecuencia solicitado por el usuario. La frecuencia con la configuración de calibración continuación, se programa en el chip.
Obviamente, la calibración se aumentan los costes, pero este aumento será en función de la rutina de calibración, el procesamiento en paralelo que se puede construir en la línea de producción y si esta calibración se realiza a temperatura ambiente, o sólo a diferentes temperaturas.
MEMS inversores Diario: Sobre la base de las medidas del oscilador de rendimiento que hemos discutido anteriormente, ¿cuáles son algunos ejemplos de baja, media y aplicaciones de gama alta?
El Dr. Hisham Haddara: Entre los dos indicadores más importantes son la estabilidad de frecuencia y jitter. Aplicaciones de gama baja (como impresoras y algunas aplicaciones de automoción) Frecuencia de la estabilidad de la demanda tan alta como 1% y un período de inestabilidad, de 10 de picosegundos (ps). Aplicaciones de media gama, como cámaras digitales, unidades de disco duro, PCIExpress y la demanda USB3, una estabilidad de frecuencia de 50 a 100 ppm (partes por millón) y un período de fluctuación de menos de 3 ps. aplicaciones de gama alta, tales como SONET, inalámbrica y el GPS por lo general se requiere la deriva de frecuencia de menos de 25 ppm en el rango extendido de temperatura y una fluctuación de menos de 0.5 ps.
El consumo de energía depende principalmente de si el reloj es para un dispositivo portátil (con pilas) o no. Los dispositivos portátiles en general, requeriría una parte generador de reloj en menos de 2 mA.
MEMS inversores Diario: Usted ha mencionado anteriormente que los osciladores basados en MEMS tienen una ventaja de costos sobre cuarzo. ¿Cuál es la comparación de costos específicos de cuarzo vs osciladores basados en MEMS? También mencionan que la fiabilidad es mejor para los osciladores de MEMS, basados en comparación con cuarzo. ¿Cómo se mide la fiabilidad general y lo que es la comparación numérica basada en que los criterios?
El Dr. Hisham Haddara: Una forma importante de medir la fiabilidad es el impacto de golpes y vibraciones que soporta una parte sin ser roto. Estos se miden en las fuerzas g (donde "g" corresponde a una fuerza gravitatoria, 2g sería el doble de la fuerza de la gravedad, etc.) Basado en los relojes de MEMS puede soportar un impacto de choque de miles de g, que es típicamente x10 mayor que el cuarzo. Una tecnología más fiable incluso en ese sentido son de silicio relojes de todos (no MEMS o resonador de cuarzo), que es una tecnología en la que Si-Ware tiene avances significativos.
Para las aplicaciones donde los relojes basados en MEMS competir, el costo será generalmente más bajo que el cuarzo en un porcentaje significativo, siempre que exista un buen rendimiento se logra. Es importante tener en cuenta que los precios dependen de las especificaciones y aplicaciones, también los de cuarzo y los proveedores basados en MEMS oscilador constantemente empujando los precios hacia abajo. Este es también un área donde todos los relojes de silicio (relojes IC) ofrecen una clara ventaja, ya que el elemento de resonancia está en el chip y no añade ningún coste adicional.
Fuente:
No hay comentarios:
Publicar un comentario