【经验】如何根据需求频点计算并配置可编程晶振SI549的相关寄存器？
SI549是SILICON LABS新推出的一款带I2C接口的可编程晶振芯片，可以通过编程输出0.2MHz~1.5GHz的任意电平格式、任意频点的时钟信号，不同于SI514、SI598、SI570等上一代可编程晶振，SI549在RMS Jitter、封装尺寸等方面优势明显， SI549的RMS jitter指标可以达到80 fs，远远低于SI514的0.8ps、SI570的0.3ps，较低的RMS jitter值会极大地提升输出时钟相噪性能指标。SI549的封装尺寸目前可以做到5mm*3.2mm，远低于以前的5mm*7mm封装，在保证单芯片设计的同时，同样降低了PCB设计面积。
如何根据需求频点计算并配置SI549的相关寄存器一直是各位一线工程师关心的主要问题，今天我们就以输出PAM4模块DSP常用频点156.25MHz这个频点进行计算，并获得对应该频点的寄存器配置值。
配置之前需要先了解可编程晶振SI549的内部架构。SI549的内置有一固定的晶振，这颗晶振频率固定为152.6MHz，内部还有一个数字锁相环路和后置分频电路，输出可变频率的原理是根据锁相环路的反馈分频器FBDIV和后置的频率合成HSDIV和LSDIV实现，这几个值都是可以通过配置的寄存器实现实时调整。如果设输出频率为Fout，根据锁相环原理有如下公式成立。
Fout = Fvco / (HSDIV x LSDIV)
Fvco = (Fosc x FBDIV)
(HSDIV x LSDIV) = Fvco / Fout
Fvco = Fout x (HSDIV x LSDIV)
FBDIV = Fvco / Fosc
要获得156.25MHz的频点输出，必须通过上述公式获得对应的HSDIV、LSDIV、FBDIV寄存器的值。
图1 SI549内部锁相环架构
表 1 各个SI549对应速度等级
1. 首先确定SI549这颗晶振的速度等级，SI549有三个速度等级，A/B/C，分别对应的可调输出范围不一致，这里我们假设客户使用的是C等级，那么对应的Fvco范围是10.8GHz~12.206718160GHz。
2. 计算最小HSDIV x LSDIV值，这里首先要保证Fvco的频率输出限制在10.8GHz ~ 12.206718160 GHz范围，最低的HSDIV x LSDIV的值应该是初步定Fvco_min=10.8GHz，计算得出Min(HSDIV x LSDIV)=10.8GHz/156.25MHz=69.120000。根据HSDIV、LSDIV值估算原则，即用最低的LSDIV值获得Min(HSDIV x LSDIV)，而的LSDIV寄存器范围是0~5，对应2的方值分别是（1、2、4、8、16、32），注意这里如果LSDIV值是7，也只能是1~32这个范围 。很明显这里的LSDIV的寄存器值是0（对应2的0次方是1）。对应的HSDIV值是69.12，由于要估算出的Fvco必须大于或等于最小10.8GHz，因此实际的HSDIV必须大于69.12，取整数是70，即HSDIV对应的寄存器值是70（0x46，不需要几次方计算）。计算出确定的Fvco值，即
Fvco =Fout x HSDIV x LSDIV
= 156.250000000 MHz x 70 x 1 = 10.937500000 GHz
注意这里的HSDIV寄存器长度是11bit，LSDIV长度是32bit。
3. 计算FBDIV系数对应的寄存器值。
FBDIV = Fvco / Fxo
= 10.937500000 GHz / 152.600000000 MHz
= 71.67431193
转换成对应的寄存器值就是 71.67431193 x (2^32)=0x47AC9FB4D8
注意：这里的值是整数化处理，FBDIV = [FBINT].[FBFRAC]，整数长度是11bit，小数长度是32bit。
4. 其中23寄存器存放HSDIV的值，24寄存器存放LSDIV的值，26~31的寄存器从低到高存放FBDIV的寄存器值，将对应的寄存器按照SI549的烧写流程写入到SI549即可获得156.25MHz时钟信号的输出。
23 0x46
24 0x00
26 0xD8
27 0xB4
28 0x9F
29 0xAC
30 0x47
31 0x00
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