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在任何數(shù)字電子系統(tǒng)中,時鐘信號都扮演著“心臟起搏器”的角色。沒有穩(wěn)定的時鐘,CPU無法執(zhí)行指令,ADC無法采樣,數(shù)據(jù)無法在總線上可靠傳輸。而時鐘芯片就是承擔(dān)時鐘產(chǎn)生、分配、整形與同步功能的核心器件。
很多人都會產(chǎn)生這種疑問:為什么需要時鐘芯片呢?直接用一顆晶振給所有芯片提供時鐘不行嗎?答案是當(dāng)然不行,晶振只能輸出一個頻點,通常只能驅(qū)動1-2個負(fù)載,而一個系統(tǒng)往往需要同時為CPU、內(nèi)存、多個PCIe插槽、以太網(wǎng)PHY等提供不同頻率的時鐘(如CPU 100MHz、DDR 1600MHz、USB 24MHz)。而且晶振時鐘信號長距離傳輸后,時鐘邊沿會變緩、抖動會增加,直接使用會導(dǎo)致時序或數(shù)據(jù)錯誤,芯片工作異常。所以這個時候就需要我們的時鐘芯片來解決以上問題。
時鐘芯片主要分為兩類:時鐘發(fā)生器與時鐘緩沖器
時鐘發(fā)生器:核心作用是將參考源(如晶振)通過內(nèi)部的鎖相環(huán),將一個低頻時鐘信號(8~50MHz)倍頻到所需的高頻(如100M,156.25M等)輸出多路相同或不同頻率的時鐘,可以根據(jù)需求滿足系統(tǒng)所需的單端和各種差分信號(LVDS,LVPECL,HCSL),同時還能降低抖動,晶振本身存在相位噪聲,PLL的環(huán)路濾波器可以濾除帶外噪聲,輸出更“干凈”的時鐘。典型型號:SYKB23F04,SYKG1042E/Q5
典型應(yīng)用:CPU/GPU的參考時鐘、DDR內(nèi)存時鐘、以太網(wǎng)PHY時鐘、ADC/DAC采樣時鐘,PCIE時鐘。
時鐘緩沖器:是接收一路時鐘輸入,輸出多路相同的時鐘
原始時鐘信號產(chǎn)生后,往往需要驅(qū)動多個負(fù)載或傳輸較遠(yuǎn)距離,時鐘緩沖器可以將一路時鐘復(fù)制成2、4、8甚至更多路不同輸出電平的信號,供多個芯片使用,補償長線傳輸或負(fù)載導(dǎo)致的信號衰減和波形畸變,恢復(fù)陡峭的邊沿。
典型應(yīng)用:將同一個100MHz時鐘分配給多個ADC通道、服務(wù)器主板上將時鐘分配給多個PCIe插槽。
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