怎样为FPGA设计选择一款合适的XO
高速收发器是通信系统中的关键部分,而时钟数据恢复电路是高速收发器的核心模块。高速时钟数据恢复电路的应用已经成为目前光通信、数据通信领域的热点。目前时钟数据恢复电路主要是模拟IC和数字IC,高达几十GHz的频点需要高速接口的支持。由于FPGA器件的可编程性、低成本、短的设计周期以及越来越大的容量和速度,近年来在数字领域的应用取得了长足的发展,尤其自带高速接口IP核的高性能FPGA已经广泛作为数字系统的控制核心。
FPGA内部锁相环提供的功能模块包括高速逻辑低偏移时钟源、数字信号处理和嵌入式存储器。FPGA利用内部的整数和分数锁相环(PLL)频率进行合成,可以实现多种时钟的输出。同样FPGA内部PLL也被用来产生全局和区域时钟、以及其他高扇出,低斜率的控制信号,但是FPGA内部锁相环需要外部输入参考时钟来驱动。如图1所示,简单的固定频率振荡器经常被用来提供这些参考。
图1:FPGA及其参考XO
FPGA开发人员在为高速时钟设计的FPGA选择振荡器时通常应考虑三个关键标准参数:
1)长期的可靠性
由于应用FPGA的各种设备应用于各种场合,且需要长期稳定的使用,如基站通信设备、光传输设备等,作为设备稳定运行的关键因素(如通信误码率、丢包数)都是有严格的指标,通常运行时钟的稳定性会决定这些参数,作为时钟源的XO随着时间和环境温度的影响,会产生频率偏移,这些不稳定的频率变化会导致数据采样的错误,最终导致通信的误码。为了确保长期可靠性,开发人员应该选择振荡器,保证长期运行。适当的振荡器,应保证至少有一个10年的工作寿命,并指定寿命老化的加速温度(例如,40摄氏度或更高)。
2)优良的板级抗噪性
FPGA通常工作在反复开关电源的嘈杂的环境中。其产生的噪声会影响VDD和接地性能。噪声的消除成本很多,而且并不能完全消除。因此在选择振荡器时,一个重要的考虑因素是电源噪声滤波,具有内部电源电压调节的振荡器提供了噪声抑制,不会额外增加系统级的噪声。
3)易用性
由于材料密集型,复杂的制造工艺与石英加工,模具组装和包装,振荡器的设计生产周期较长,用户特定频率振荡器的生产可能需要更多的时间。选择可以快速供货或者可以任意编程的振荡器,可以加快设计从而缩短产品上市时间。
SILICON LABS晶振产品可以很好的满足上述要求。Silicon Labs晶振产品采用DSPLL技术不仅可以保证输出频率的长期稳定特性,也可以提供较强的抗噪性能。Silicon Labs 的晶体振荡器 (XO)、电压控制振荡器 (VCXO) 产品能够快速、轻松地进行自定义,通常二到四周可以实现样品供货,最高可提供高达 1.4 GHz 准确度为六位数的任意频点,可编程的晶振输出更是轻松实现多种频点的随意配置,大大缩短晶振频率重复定制时间,因此选择Silicon Labs的晶振作为FPGA的参考时钟源将会是一个明智的决定。
Silicon Labs常用晶振(XO)列表:
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用户18396822 Lv8 2018-03-06支持
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小和 Lv8. 研究员 2017-12-15学习了
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NASA911 Lv8. 研究员 2017-11-20学习学习
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小小娃 Lv5. 技术专家 2017-10-20学习了
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每天学习一点点儿 Lv9. 科学家 2017-10-03不错,学习一下
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luose Lv8. 研究员 2017-09-30好东西,看看~
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现货市场
服务
提供CE测试服务,通过晶体回路匹配分析,给出测试报告。支持EPSON所有MHz无源晶体、32.768KHz晶体。支持到场/视频直播测试,资深专家全程指导。
实验室地址: 深圳/上海 提交需求>
测试范围:扬兴晶振全系列晶体,通过对晶体回路匹配分析,调整频率、驱动功率和起振能力,解决频偏、不起振、干扰、频率错误等问题。技术专家免费分析,测完如有问题,会进一步晶振烧录/修改电路。
实验室地址: 深圳 提交需求>
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