Skyworks晶振公司采用第4代DSPLL技術(shù)制造的新型石英晶體振蕩器產(chǎn)品可解決25/40/50/100/400Gbps時(shí)序挑戰(zhàn)。隨著通信和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用向更高數(shù)據(jù)速率過渡，以支持快速增長的互聯(lián)網(wǎng)流量需求，SerDes參考時(shí)鐘性能變得越來越重要。如果參考時(shí)鐘抖動(dòng)過大，則會(huì)導(dǎo)致無法接受的系統(tǒng)誤碼率(BER)過高，導(dǎo)致業(yè)務(wù)丟失或系統(tǒng)通信丟失。此外，56G PAM4物理、100G/200G/400G以太網(wǎng)和100G/400G OTN需要不同的頻率混合，進(jìn)一步增加了時(shí)序復(fù)雜性。高速通信和數(shù)據(jù)中心定時(shí)要求skyworks最新的Si54x Ultra系列振蕩器產(chǎn)品是專為這些苛刻的高速通信和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。這些高性能振蕩器提供任意頻率合成，80 fs RMS的超低抖動(dòng)，并提供標(biāo)準(zhǔn)的小尺寸振蕩器足跡。通過提供一流的抖動(dòng)裕度和頻率靈活性，我們的Ultra系列使硬件設(shè)計(jì)人員可以輕松地自信設(shè)計(jì)和降低產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。

圖中顯示了使用Skyworks晶振公司專有的第四代DSPLL架構(gòu)的另一種方法。DSPLL技術(shù)采用內(nèi)環(huán)和外環(huán)的雙環(huán)鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)低帶寬抖動(dòng)衰減鎖相環(huán)。內(nèi)環(huán)作為外環(huán)的數(shù)字控制石英晶體振蕩器(DCO)工作。內(nèi)環(huán)是基于低相位噪聲15GHz模擬lc振蕩器的寬帶鎖相環(huán)。振蕩器不是使用模擬電路控制VCO，而是使用高分辨率的分頻- n反饋分壓器進(jìn)行數(shù)字控制。壓裂- n反饋分壓器以精確的步驟進(jìn)行調(diào)制，使整個(gè)內(nèi)環(huán)作為DCO運(yùn)行。lc振蕩器提供寬調(diào)諧范圍，使內(nèi)環(huán)鎖相環(huán)能夠在寬頻率范圍內(nèi)工作。一個(gè)低成本的基模，不可拉晶體被用作內(nèi)環(huán)參考。環(huán)路濾波功能是數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的，不需要分立元件。DSPLL外環(huán)執(zhí)行三個(gè)功能:與外部提供的參考時(shí)鐘同步，抖動(dòng)衰減和時(shí)鐘倍增。由于內(nèi)環(huán)是數(shù)字控制的，DSPLL外環(huán)可以類似地使用高度數(shù)字化的架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。DSPLL外環(huán)濾波器完全在片上實(shí)現(xiàn)，采用先進(jìn)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)字信號處理(DSP)架構(gòu)，簡化了印刷電路板(PCB)的布局和設(shè)計(jì)，并最大限度地提高了對板級噪聲的抗擾性。這種架構(gòu)的另一個(gè)好處是用戶可編程的關(guān)鍵鎖相環(huán)參數(shù)，如鎖相環(huán)帶寬。該架構(gòu)的有效頻率調(diào)諧分辨率為萬億分之一(ppt)，可實(shí)現(xiàn)非常精確的鎖相環(huán)控制。DSPLL架構(gòu)的另一個(gè)好處是不需要更改物料清單(BOM)來支持不同的輸入和輸出頻率以及環(huán)路帶寬。

提供了Skyworks新Ultra系列第四代DSPLL架構(gòu)的高級概述。不同于傳統(tǒng)有源晶振方法需要復(fù)雜的批量制造工藝和不同頻率的不同晶體，Si54x架構(gòu)結(jié)合了簡單，高質(zhì)量的固定頻率晶體和Skyworks的最新一代DSPLL來產(chǎn)生任何頻率。在輸出測試期間，該設(shè)備被編程和定制為目標(biāo)頻率。使用這種創(chuàng)新的方法，Si54x可以很容易地大規(guī)模定制，以滿足每個(gè)客戶的獨(dú)特要求。Si54x Ultra系列支持從200 kHz到1.5 GHz的任何頻率，使單個(gè)產(chǎn)品系列能夠輕松支持標(biāo)準(zhǔn)和定制頻率應(yīng)用。第四代DSPLL采用業(yè)界領(lǐng)先的55納米CMOS技術(shù)設(shè)計(jì)，利用高度數(shù)字化的架構(gòu)提供一流的頻率靈活性和抖動(dòng)性能。DSPLL的鑒相器的輸入從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字，使DSPLL完全在數(shù)字域工作。這種全數(shù)字化的方法有很多好處。首先，數(shù)字控制振蕩器(DCO)可以精確地以小于1 ppb的步長控制，以跟蹤參考時(shí)鐘和反饋時(shí)鐘之間的相位延遲。DCO增益小，使得電路比傳統(tǒng)的模擬鎖相環(huán)更不容易受到噪聲的影響。其次，DSPLL支持創(chuàng)新的相位誤差消除電路，該電路使用先進(jìn)的數(shù)字信號處理來消除由于延遲，非線性和溫度影響而產(chǎn)生的鎖相環(huán)噪聲。這些架構(gòu)特性確保了跨工藝、電壓和溫度的一致器件性能。因此，Skyworks的第四代DSPLL架構(gòu)在整個(gè)工作范圍內(nèi)提供超低抖動(dòng)。

DSPLL架構(gòu)的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的雙振蕩器模擬級聯(lián)PLL架構(gòu)相比，單振蕩器DSPLL架構(gòu)提供了無與倫比的集成度和靈活性。雖然這兩種架構(gòu)提供類似的功能，包括抖動(dòng)衰減和時(shí)鐘倍增，但在PCB占地面積、功耗和性能方面存在顯著差異。為了進(jìn)一步簡化設(shè)備評估，Skyworks提供了XO相位噪聲查找實(shí)用程序，可用于檢索Skyworks振蕩器在廣泛的流行頻率范圍內(nèi)的>1000個(gè)測量相位噪聲圖。