【应用】一种基于SI53301时钟芯片的光传输设备线卡应用方案

时间： 2019-02-23 来源：世强

技术问答

5G的高速发展，极大地促进了各大运营商网络扩容，进一步促进了骨干网、城域网的网络升级换代，使得光传输网络自2015年以来的超高速发展，典型代表就是100Gbps光传输网络的成熟商用，及200G/400Gbps高速传输网络的试运营，使得传输网络向更高速率、更大传输容量的方向演进，据悉，目前高达1T速率的传输设备配套交换芯片已经初步成功，有设备商已经在做测试。

光网络的发展离不开光传输设备的发展，光传输设备是一种复杂的通信设备，将各种通信信号转换成光信号在光纤上传输，具有数据交换、转发等功能，光传输设备平台有各种线卡、时钟卡、交叉盘等子设备，这些设备除了有主交换芯片、成帧芯片外，一般都需要外挂多个DDR或者SDRam外设，同时为了实现高速交换，均支持PCIE接口，也就需要配备高速的PCIE SWITCH芯片。

一般来说，这些设备均需要的参考时钟，DDR控制器需要参考时钟，PCIE桥接芯片需要参考时钟，PHY接口（有些直接在主芯片自带）也需要参考时钟，不过这些时钟相对于用于主交换芯片、成帧芯片所需的参考时钟，性能指标要求要低很多，比如常用的RMS jitter指标，一般满足0.5ps以内即可。时钟频率相对不高，比如PCIE的是100MHz，PHY接口芯片有些是25MHz，有些是156.25MHz。SILICON LABS 时钟芯片 SI53301相对的附加抖动仅为45fs，因此只要输入源（一般是XO）的抖动指标不高的话，不会引入过大的额外相位噪声。假如输入XO的RMS jitter为50，经过SI53301后，最大的输出抖动为502+452的开方，也就是约为67fs，相对于0.5ps，有充足的jitter设计余量。SI53301自带分频功能，在某种程度上可以代替实现PLL的部分功能，SI53301支持2分频和4分频，有两个输出Bank，每个Bank分别对应DIVA和DIVB分频器，两个Bank分别由对应的VDDO用于设置电平输出。SI53301支持任意电平格式输入到任意电平格式输出，也可以作为电平转换芯片使用，SI53301支持的电平格式包括有LVPECL、LVDS、HCSL、CML、LVCMOS，下图就是一块线卡使用SI53301时钟缓存器的设计框图，其中2路用于PCIE，3路用于DDR，4路用于PHY时钟。

图1 一种基于SI53301的线卡的时钟架构

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