【应用】基于Si5332时钟发生器的PHY接口器件参考时钟，实现一站式时钟芯片设计

时间： 2020-04-13 来源：世强

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Si5332是SILICON LABS公司推出的一款新型时钟发生器产品，其RMS jitter性能指标可达230 fs，可以媲美一般的抖动衰减器产品，支持6/8/12路三种规格，提供5*5mm和6*6mm两种QFN或者LGA小封装，内置高性能晶振（可以选择外置版本），完全可以替代需要多颗晶振时钟源系统设计中，可以有效节省PCB面积，保证高性能时钟输出，可以广泛用于交换机、子系统等通信控制设备中。

在通信控制系统设计中常使用NXP或者其它ARM处理器用于主芯片设计，也需要PHY接口器件作为系统调试、通信互联接口设计，比如常用的通信子卡需要使用网线连接电脑实现系统程序的下载、系统告警上报等信号传输，因此这个PHY接口器件非常有必要，NXP的四端口千兆以太网PHY F104S8A就是这么常用PHY接口器件，通常搭配高性能ARM处理器平台实现整个小系统设计，比如常用的LS1046A、LS2080A等CPU均配套搭配F104S8A作为外部通信接口设计，与其他PHY接口器件一样，F104S8A需要外部参考时钟源，它支持可选的外部LVDS差分格式的125MHz或者156.25MHz时钟源作为其参考时钟，以实现通过QSGMII高速接口与主CPU及后端4个RJ-45的通道通信，它对时钟的需求如下:

从参考时钟指标需求可以看出，输入差分电压范围、差分单端信号需满足150mV~1000mV及-25mV~1260mV的范围，共模电压要求1200mV以内，输入阻抗为100欧姆负载，此外对于抖动要求1 ps以下，针对这些指标需求，同时考虑到其与主CPU之间的QSGMII接口通信，我们推荐推荐使用SI5332来实现其参考设计，主要参考原因有如下几点：

1. 由于F104S8A是搭配CPU进行设计的，与F104S8A以QSGMII接口实现通信，这些CPU比如LS1046A、LS2080A本身均需要多个参考时钟源，这些时钟源包括常用的系统时钟、本地总线时钟、DDR时钟、SSD固态硬盘接口时钟等，采用SI5332作为F104S8A的参考源可以兼顾给CPU提供其它参考时钟，可以实现一站式时钟芯片设计。

2. SI5332的输出时钟电气特性可以满足F104S8A的参考时钟需求，SI5332的在输出LVDS差分125M及156.25MHz时，其差分幅度在0.45 V左右，满足150mV~1000mV的指标要求。而根据F104S8A要求，为了保证QSGMII通信的传输jitter最低（QSGMII传输jitter要求在0.4 ps以下），其最低摆幅不低于400 mV，很明显SI5332在选择LVDS输出时，450 mV的指标是能有效满足设计需求的。

3. SI5332自带可编程I2C接口，同时支持内置多组频率计划的需求，对于搭配F104S8A 接口器件的不同平台均可以满足设计需求，同时在调试时，可以通过可编程接口灵活选择125 MHz和156.25 MHz频点输出，以满足F104S8A的不同参考时钟源调试需求。