时钟发生器的性能趋势

　　随着消费电子、通信和网络、医疗电子、汽车设备、办公及家庭解决方案、企业服务器和存储设备的兴起，无处不在的时钟发生器也在向前推进。当前，高性能、具有灵活性和低成本的时钟芯片成为时钟供应商的研发钟爱;但基础性的时钟分配和多频产品仍然占数量的主角。

　　时钟产品分类

　　时钟产品分为多频、EMI削减、低功耗小尺寸、高性能低相位抖动、时钟分配等(如图1)。

 
图1 Cypress时钟解决方案一览

　　多频：就是在同一个晶振里可产生不同频率的时钟源。例如，晶振本身也许是一个37KHz的，你可以从这个频率上面去延伸开来，像ATM需要25MHz，SDH需要19.44MHz……这一个器件可产生系统里需要的所有频率，并且这些频率之间可以相互没有任何关系。

　　EMI削减：该器件已拥有多频器件的所有功能，除此之外，EMI(电磁干扰)削减特点突出。其机理是：干扰是一个尖峰沿，能量就在这个峰值上，它如果集中得非常高，就会对自身的系统或者外部的系统产生很大影响。Cypress采用独特的专利来帮客户降低峰值对外辐射的影响，称为Spread Spectrum Timing Solution，主要利用时钟沿在很窄的范围内去做一个波动，来把这个峰值上面的能量散开，同时不会影响整个时钟的性能。EMI削减对许多应用有利，可应用于消费类电子、医疗电子、无线等领域，还有出口欧美的产品，因为那些国家和地区对EMI特性有硬性规定。

　　低功耗、小尺寸：主要针对手持式设备应用，体积可能只有3mm×3mm，或4mm×4mm。现在的趋势是把手机里面所有不同的时钟频率，被一个器件所替代，并且还低功耗、灵活。

　　高性能、低相位抖动：Cypress公司于2009年6月16日新发布的FleXO新系列(http://www.eepw.com.cn/article/95509.htm)就是这类产品的典型代表，主要针对高性能、低抖动的高端应用领域，诸如10千兆以太网、10千兆光纤通道、PCI Express和SATA等高速串行接口标准的严格要求。FleXO还可编程，可为网络设备等高性能应用带来不到1ps的相位抖动时间。

　　时钟分配：是最通用的时钟器件，特点是一个时钟频率输入后，可输出很多时钟频率，例如8个，分给系统里不同的器件去应用。该器件虽然普通，但收入可观，Cypress公司生意额的最大部分就源于这种通用、基础性的器件，即Buffer系列。

　　时钟的发展特点

　　Cypress的时序解决方案业务部高级主管Sudhir Gopalswamy介绍了时钟的特点：

　　性能-高频、低抖动、低相位噪声;

　　可编程性-可根据客户不同的需求，快速修改设计，在很短的时间内帮助实现客户需求;

　　EMI削减-可以帮助降低EMI;

　　系统成本降低-主要通过提高集成度，可以把整个系统里面的元器件个数降低，进而把整个系统的成本降低;

　　广阔的产品组合-就是在通用时钟器件里的产品系列非常全，所有在设计里面需要用到的时钟产品都尽量可在一家公司找到。

　　广阔的标准配置-以Cypress的FleXO为例，可以为客户提供多种配置(如图2)。

 
图2： FleXO系列广阔的配置标准

　　剖析FleXO广泛的配置标准

　　从Cypress的FleXO这个词面上就可以看出Flexibility(灵活性)的含义。FleXO提供两种形式，外置和内置。

　　外置：就是晶体外接，例如外面接一个几美分的25MHz晶体，FleXO里有锁相环，进来的振荡频率通过锁相处理，实现所需要的时钟信号。

　　外置又分为两种。第一种模式里又可分几种。合成器：若外接一个25MHz的外接晶体，外面若固定就产生100MHz，它就是100MHz的。VCO(压控振荡器)常用于数字电视，图像过来的频率可能有轻微的变化，比如有时是27MHz，有时会变成27.05MHz，或者是26.95MHz，实际上这种方式下就受控于电压，信号频率由电压来控制。因为你的图像必须与频率是同步的，它产生的频率会随着这个电压--控制源有轻微的变化。

　　内置：直接把晶体集成在FleXO器件里。分为三种：XO(晶体振荡器)指产生固定频率、高精度、低抖动的信号。VCXO(压控晶体振荡器)是受电压控制的晶体;还有支持频率容限功能的晶体振荡器(XO)，就是允许对整个系统的时钟信号有一定的调节阈度，尤其测试设备的时钟性能是随着温度或电压而变化，有些测试设备需要在设计过程中测出来变化的临界点/边界在哪儿。

 
照片 Cypress的FleXO

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