網絡/無線/雲計算、數字消費
、自動測試設備(ATE)/工gong業ye等deng應ying用yong市shi場chang的de不bu斷duan發fa展zhan令ling時shi鍾zhong技ji術shu在zai性xing能neng和he靈ling活huo性xing的de結jie合he越yue趨qu重zhong要yao，而er且qie越yue來lai越yue多duo的de應ying用yong要yao求qiu實shi時shi時shi鍾zhong在zai寬kuan溫wen度du範fan圍wei內nei有you極ji高gao的de計ji時shi精jing度du。安an森sen美mei半ban導dao體ti(ON Semiconductor)為滿足市場對更高時鍾精度的需求
，不斷開發和拓展完整時鍾解決方案
，降低時間抖動和相位噪聲

，同時使係統設計更加簡單易行。

 

不同應用市場對時鍾方案的需求各有特點。例如，網絡

、無線和雲計算領域需要低於1ps的抖動及低相位噪聲，采用晶體振蕩器(XO)或壓控晶體振蕩器(VCXO)，並且在網絡/無線基站時鍾中集成更高的靈活性及更多的功能。數字消費領域則需要具有專用時鍾合成、壓控晶體振蕩器、可編程能力（係統設計靈活性）、多PLL可配置頻率

、擴頻有源降低電磁幹擾(EMI)，以及快速提供樣品和上市，還需要降低成本。ATE和工業領域需要高速精密時鍾及數據管理器件。

 

作為一種重要的總線接口技術
，外圍組件快速互連(PCIe)具有很多優勢，如在帶寬

、模塊化及多內核器件方麵提供更高性能
，采用標準獨特連接時可以優化成本及可靠性等。在PCIe應用漸趨普及的今天，越來越多的存儲設備已經開始從SATA接口轉向PCIe

，固態硬盤(SSD)存儲器也開始轉向PCIe；NEC家庭網關(HGW)自2010年開始使用PCIe
；某些機頂盒芯片組（消費類）參考設計在2010年加入PCIe接口；不同架構的數據中心在大幅增加高速PCIe的使用方麵發揮了關鍵作用。我們看到，PCIe在PC/圖形/工作站、服務器和存儲、數據通信、嵌入式/企業
、消費、SSD存儲等行業日漸普及。

 

圖1：安森美半導體完整時鍾方案

正是為了配合時鍾市場及時鍾生成技術的應用趨勢，安森美半導體憑借先進的半導體工藝和模擬技術專長
，提供完整的時鍾方案（圖1）。這些產品可以在係統中提供猶如心髒有規律跳動的準確頻率，在實現更高性能的同時簡化係統複雜度，實現精確的係統同步。

以服務器技術的變遷為例，首先可以看到其三個變化方向：關鍵任務/數據分析（大數據）、企業和超大規模。其次，企業服務器市場將繼續繁榮發展，用於低交易量、高計算工作負荷的服務器市場不斷擴大，並逐步采用內部部署(On-premise) 、雲計算
、虛擬化、數據庫等。第三
，網絡級數據中心演進帶來了新商機
，高交易量、低計算工作負荷不斷增加；Web 2.0數據中心、視頻傳送
、用戶鑒別持續得到采用。安森美半導體用於服務器係統的時序產品如圖2所示。

 

圖2：安森美半導體用於服務器係統的時序產品

安森美半導體PCIe時鍾方案具有一些共同特性和優勢，包括帶單路

、雙路及四路輸出的PCIe時鍾合成器
；帶1:6
、1:8
、1:10及1:21扇出的PCIe緩衝器
；提供用於1、2
、6、8
、10及21通道應用的方案
；具有超低歪曲率(skew) 
；傳播延遲變化小（多達21路輸出）

；抖動符合PCIe第1代
、第2代及第3代規範；直接器件接口省去外部端子元件，減少物料單(BOM) 。

NB3N3002是一款3.3 V晶體至單高速電流驅動邏輯(HCSL) 合成器
，特性包括：頻率25 MHz、100 MHz
、125 MHz和200 MHz
；HCSL差分輸出

；支持PCI-Express和以太網需求；使用25MHz基本並聯諧振晶體


；3.3 V電源


；無需外部環路濾波器
；引腳兼容無擴頻ICS557-01、5V41064、5V41234。此外還有NB3N5573 3.3 V晶體至雙高速電流驅動邏輯 (HCSL)合成器。圖3是NB3N3002的簡化框圖。

 

圖3：NB3N3002以100 MHz驅動NB3N106K/108K/111K扇出緩衝器符合PCIe 1,2,3抖動及相位噪聲規範。

這些都是新推出的產品，特性包括：采用25 MHz基本模式並聯諧振晶體；掉電模式；不需要外部環路濾波器；四個低歪曲率HCSL輸出
；OE三態輸出；擴頻選擇為-0.5％、-1.0％、-1.5％和無擴頻；PCI Express Gen 1、2、3抖動要求；引腳兼容IDT557-05
、5V41236、5V40166。

在100MHz條件下，NB3N51034與競爭對手(PCIe Gen3) 相比
，其均方根(RMS)抖動僅為0.41ps (12 kHz~20 MHz)，而競爭對手為65 ps (12 kHz~20 MHz)，見圖4。

 

 

圖4：安森美半導體NB3N51034均方根抖動性能明顯優於競爭器件

 

另一款是NB3N51044 3.3 V四輸出HCSL/LVDS合成器，帶單獨輸出啟用 (OE)
，增加了LVCMOS/LVTTL輸入，支持四個100 MHz (PCIe)或125 MHz (sRIO) HCSL輸出；FSEL引腳可在100 MHz/125 MHz之間切換；PLL旁路模式；每個輸出三態輸出單獨OE；引腳兼容IDT841604A。

還有一款新產品是NB3N51054 3.3 V、1:4 HCSL/LVDS合成器。其特性在於具有減少EMI的擴頻；啟用/禁用每個輸出和選擇/關擴頻ON/OFF的I2C接口

；引腳兼容ICS841S104I。

它具有以100 MHz頻率驅動NB3N106K/108K/111K的輸出性能。在扇出緩衝器輸出進行測量的結果顯示
，含25 MHz晶體的NB3N3002/5573（時鍾生成器）以100 MHz模式驅動NB3N106K/108K/111K扇出緩衝器符合PCIe 1、2、3抖動及相位噪聲規範；為NB3N3002/557增加扇出緩衝器不會產生足夠的抖動或相位噪聲以產生無法符合PCIe 1、2、3相位噪聲及抖動規範的“係統”。

服務器平台有3種時鍾拓撲結構：內部係統時鍾
、混合係統時鍾和外部係統時鍾。針對PCIe外部時鍾架構
，安森美半導體提供多種專用時鍾選擇，包括時鍾產生器(NB3N3002/NB3N5573/NB3N51034/NB3N51054/NB3N51054/NB3N

51044) 、零延遲緩衝器(ZDB) NB3N1200K/NB3W1200L （可用於PCIe混合時鍾架構）
，以及HCSL至HCSL扇出緩衝器（不需要精確調節時鍾沿使其與ZDB輸出同步的多PCIe參考時鍾產生器）。

例如
，NB3N1200K/NB3W1200L零延遲緩衝器(ZDB)帶12路HCSL/NMOS推挽輸出，特性包括：支持DIF SRC時鍾；12個差分時鍾輸出對@0.7V (NB3N1200K) ；12個低功耗NMOS推挽輸出對(NB3W1200L) ；針對100MHz和133 MHz優化，符合PCIe 第2代/第3代和英特爾QPI相位抖動規範；符合低EMI擴頻；最低輸入至輸出延遲變化的偽外部固定反饋；每12個輸出的單獨OE控製引腳。兩者的相位噪聲均優於競爭對手，見圖5。

 

 

圖5：NB3N1200K與競爭器件的相位噪聲性能比較

使用NB3N1200K或NB3W1200L時需注意，NB3W1200L是低能耗版本
，用於要求低能耗的係統，用於長度小於20英寸的較短長度輸出傳輸線路；NB3N1200K使用標準HCSL輸出設計，在輸出使用恒流源

，可維持長於20英寸輸出傳輸線路的信號完整性。

另外，多個PLL分層布置時，用戶可調節帶寬對時鍾樹進行係統優化。使用HBW（高帶寬）擴頻時鍾時用於維持擴頻特性，從而將輸入與輸出相位差減至最小
；使用LBW （低帶寬）可濾除PLL帶寬內的時鍾輸入抖動。

以下情況應該使用ZDB或扇出緩衝器：使用零延遲緩衝器 (ZDB) (PLL模式) 時；維護同步時鍾沿對齊時；當時鍾生成至輸出傳播延遲至關重要時
；用作扇出緩衝器時；當時鍾生成至扇出輸出傳播延遲不重要時。

安森美半導體還在開發一係列新產品來滿足英特爾白皮書規範，如帶19路HCSL/NMOS報推挽輸出的NB3N1900K/NB3W1900L ZDB，帶8路低能耗NMOS推挽輸出的NB3W800L ZDB，帶HCSL輸出的NB3N208K 1:8扇出緩衝器

，以及帶HCSL輸出的扇出緩衝器NB3N106K、NB3N108K
、NB3N111K和NB3N121K等。以上介紹的器件工作範圍為3.3 V ± 5-10 %，工業級溫度範圍均為-40°C至85°C，目標市場及應用涵蓋服務器(PCIe、QPI和FB-DIMM)，以及網絡(PCIe) 等。這些器件提供優異性能。以NB3N1900K為例，其相位噪聲性能優於競爭器件，見圖6。

 

圖6a：NB3N1900K與競爭器件的相位噪聲性能比較

 

 

圖6b：NB3N1900K與競爭器件的相位噪聲性能比較（續）

 

作為服務器應用及其它多種應用的時序方案供應商，安森美半導體提供包括時鍾產生
、零延遲緩衝器(ZDB)及ji扇shan出chu緩huan衝chong器qi等deng在zai內nei的de完wan整zheng方fang案an。公gong司si的de產chan品pin涵han蓋gai計ji算suan機ji應ying用yong的de寬kuan廣guang產chan品pin陣zhen容rong，具ju有you一yi流liu的de相xiang位wei噪zao聲sheng和he抖dou動dong性xing能neng以yi及ji極ji高gao的de性xing價jia比bi優you勢shi，符fu合he及ji超chao越yue第di1代、第2代及第3代PCIe要求，可以直接升級眾多現有工業標準方案。