你的位置:首頁 > 電源管理 > 正文

                                    如何滿足復雜系統的高性能時序需求

                                    發布時間:2017-08-24 責任編輯:susan

                                    【導讀】時鐘設備設計使用I2C可編程小數鎖相環(PLL),可滿足高性能時序需求,這樣可以產生零PPM(百萬分之一)合成誤差的頻率。高性能時鐘IC具有多個時鐘輸出,用于驅動打印機、掃描儀和路由器等應用系統的子系統。此類復雜系統需要動態更新參考時鐘的頻率,以實現 PCIe和以太網等其它諸多協議。
                                     
                                    時鐘 IC 屬于 I2C 從器件,需要主控制器來配置內部 PLL 邏輯,其控制邏輯可以寫入微控制器內。作為 I2C 主機,微控制器將配置寫入時鐘 IC 的內部易失性存儲器并控制 PLL。因此,可以通過板上 MCU - IC 組合進行系統時鐘頻率的動態更新??删幊涛⒖刂破鳛楦咝阅軙r鐘 IC 提供控制邏輯能力,通過減少板載 IC和板上走線使整體設計更加緊湊,并降低最終物料成本。
                                     
                                    操作理論
                                     
                                    圖 1 為高性能時鐘設備的基本 PLL 架構。該設計使用比例因子為 PLL 輸出端口提供時鐘合成。最終輸出頻率的基本公式為:
                                     
                                     
                                    · fREF 為輸入參考晶體頻率(在多數應用中通常為 8 MHz 至 48 MHz)。
                                     
                                    · DIV_R(DIV_R1 和 DIV_R2)是輸入頻率參考的分頻因子。此類分頻器名為預分頻器。
                                     
                                    · DIV_N 為小數 N 分頻因子。
                                     
                                    · DIV_O(DIV-O1、DIV-O2、DIV-O3 和 DIV-O4)為輸出前的后分頻因子。
                                     
                                    圖1.簡化高性能時鐘的 PLL 架構框圖
                                     
                                    圖1中的橙色框圖為參數,使用這些參數的方程式為可編程方程式。這些參數可以在出廠時寫入時鐘設備的非易失性存儲器。時鐘設備具有內部易失性和非易失性存儲器,兩個存儲器互相復制其內容。非易失性存儲器在出廠時已被寫入所需配置,在最終應用中,當設備啟動電源時,非易失性存儲器的內容會被復制到易失性存儲器。同時,PLL 產生所需的默認時鐘輸出。
                                     
                                    時鐘 IC 的重要特性之一就是通過 I2C 接口實現運行時可編程。通過可編程功能,用戶可以更改設備的易失性存儲器內容以進行即時更改。只需使用適當的 I2C 指令,就可以通過主控制器實現用戶配置文件的即時編程功能。
                                     
                                    設備的非易失性存儲器還可以存儲預定義的多用戶配置。用戶可以使用頻率選擇 (Frequency Select, FS) 功能以選擇其中一個配置。該 FS - 位為設備中可用的 CMOS 輸入引腳。FS 引腳應用 N - 位外部 CMOS 信號,然后內部選擇存儲在非易失性存儲器中的一個配置文件,這個配置文件同樣也被復制到了易失性存儲器,PLL 則輸出不同的信號。
                                     
                                    同時,微控制器通過 I2C 提供數據來控制高頻時鐘。使用微控制器的優點是,它具有不同的通信外設和通信協議,如 I2C、SPI、UART、藍牙、ZigBee 等,使得系統能夠以主從配置將數據傳輸到其他微控制器,也可以使用一個自定義的應用傳輸至安卓和 iOS 設備。此外,微控制器還配有各種 IDE 工具用于簡化設計。這可以更好地證明使用 I2C 指令來配置 PLL 參數、編寫并驗證定制應用程序是合適的。
                                     
                                    高性能時鐘的應用需求
                                     
                                    高性能時鐘 IC 專為消費者、工業和網絡應用而設計。此類時鐘 IC 具有多個從不同 PLL 導出的差分輸出和單端輸出,并且可以通過 I2C 接口實現可編程功能。此外,高性能時鐘 IC不僅可以支持 PCI Express (PCIe) 1.0 / 2.0 / 3.0、USB 2.0 / 3.0 和萬兆以太網 (GbE)等關鍵接口標準的參考時鐘。還能支持壓控晶體振蕩器 (VCXO) 和頻率選擇 (FS)等其他增值功能。
                                     
                                    高性能時鐘 IC 采用設計實現 I2C 從機模式。因此,需要一個板載 I2C 主機來控制以下可編程功能:
                                     
                                    · 通過 I2C 接口進行系統內編程
                                     
                                    · 通過頻率選擇 (FS) 引腳更新配置
                                     
                                    · 外部復位操作
                                     
                                    · 壓控晶體振蕩器 (VCXO) 操作
                                     
                                    圖2.微控制器 - 高性能時鐘接口電路
                                     
                                    微控制器在時鐘 IC PLL 控制中的作用
                                     
                                    如圖 2 所示,將時鐘 IC 連接到微控制器電路。時鐘 IC 具有內部 PLL 模塊,其功能是提供作為固定直流電壓的調諧電壓 (Vtune) ,而調諧電壓將隨頻段而變化。PLL 模塊在輸入端接收本地振蕩器頻率,由內部前置放大器放大信號。另外,預分頻器對輸入頻率進行下變頻,并將其作為輸入傳送至相位比較器。
                                     
                                    圖3.PLL 模塊的微控制器控制
                                     
                                    微控制器通過 I2C 發送數據到可編程分頻器。該分頻器也接收來自參考振蕩器(例如 4 MHz 晶體振蕩器)的輸入。相位比較器(即相位檢測器)通過預分頻器接收本地振蕩器頻率(例如 87.15 MHz),還通過參考分頻器和參考振蕩器接收微控制器的輸入(例如,87.15 MHz)。如果兩個輸入都匹配,相位比較器將提供 Vtune 調諧電壓。一旦本地振蕩器頻率與微控制器頻率數據之間稍有不匹配,都將無法提供調諧電壓 (Vtune) 和輸出。圖 3 所示為完整的框圖。
                                     
                                    在微控制器的幫助下,PLL 通過調諧本地振蕩器頻率產生閉環,并在輸出端產生調諧電壓。調諧電壓將從較低頻率信道增加到較高頻率信道。通過改變預分頻器和可編程分頻器的值,微控制器可以調整步長。
                                     
                                    步長 =(本地振蕩器頻率/預分頻器)X(可編程分頻器/參考振蕩器)
                                     
                                    表1所示為部分配置
                                     
                                     
                                    通過 I2C 接口進行系統內編程
                                     
                                    系統內編程可為系統設計實現快速有效的迭代。編程數據序列可通過 SCL 和 SDA 引腳傳送到時鐘器件,把操作順序編程至板載微控制器(主設備)中,通過命令和數據在運行時與從機時鐘進行交互。
                                     
                                    此處為系統示例,其中時鐘信號必須以采樣率的倍數為準。該時鐘頻率在 155.52 MHz 和 156.25 MHz 兩組頻率之間變動。這意味著驅動串行控制器的時鐘必須能夠在這兩個值之間靈活切換。微控制器主設備可以訪問并修改寫入易失性存儲器的 PLL 配置,從而滿足這兩個頻率需求。
                                     
                                    通過頻率選擇 (FS) 引腳更新配置
                                     
                                    高性能時鐘設備支持包含個性化配置的多個用戶配置文件。在 FS 引腳轉換方面,高性能時鐘器件具有兩個時序規格 - 快速切換和慢速切換。
                                     
                                    快速切換適用于輸出 ON/OFF 、輸出分頻值變化,以及輸出 MUX 設置更改。慢速切換則適用于更改 PLL 參數(包括 PLL ON/OFF)。顧名思義,快速切換中的輸出變化更快,而慢速切換的速度較慢。兩種切換類型都可以打開或關閉輸出,并且不出絲毫差錯。圖 4 所示為 FS 與輸出時鐘之間的時序關系。
                                     
                                    圖4.頻率選擇操作
                                     
                                    外部復位操作:
                                     
                                    當外部復位生效時,時鐘 IC 進入低功耗模式。輸出和 I2C 總線信號處于高阻抗 (HI-Z) 狀態,直到取消外部復位并完成初始化。外部復位重啟易失性存儲器內容,存儲在非易失性存儲器中的配置則被復制到易失性存儲器。當需要重新初始化任意一個系統中運行的應用程序時,該功能將被使用。
                                     
                                    壓控晶體振蕩器 (VCXO) 操作:
                                     
                                    對某些應用而言,輸出時鐘頻率應通過使用模擬反饋跟蹤輸入數據流。如圖 5 所示,時鐘 IC 作為大鎖相環的一部分。ASIC 或 SoC 負責跟蹤輸入流、計算誤差并產生 PWM 信號(通常來說),隨后將誤差信息反饋至本地時鐘發生器以進行頻率調諧。
                                     
                                    圖5.VCXO 示例電路
                                     
                                    VCXO 功能能夠修改 PLL 頻率,因此頻率牽引不依賴于晶體特性、溫度、電壓或設備工藝。VCXO 調制是線性、精準調制。也可以使用時鐘參考。通過微控制器的內置模擬模塊,VCXO 的控制邏輯精準到小數點后 6 位。
                                     
                                    作為 I2C 主設備,微控制器將配置寫入時鐘 IC 的內部易失性存儲器并控制 PLL。因此,通過板載 MCU-IC 組合可以實現系統時鐘頻率的動態更新。開發人員可以使用可編程微控制器,為高性能時鐘 IC 提供控制邏輯。這可以減少對板載 IC 和走線數量的需求,使得整個系統設計更加緊湊。
                                     
                                    微控制器配備強大 IDE 工具,可以加速應用開發。集成可編程片上系統(PSoC)器件可進一步簡化設計并有助于降低整體產品成本。
                                    要采購微控制器么,點這里了解一下價格!
                                    特別推薦
                                    技術文章更多>>
                                    技術白皮書下載更多>>
                                    熱門搜索

                                    關閉

                                    關閉

                                    国内卡一卡二卡三免费,韩国一卡二卡三卡四卡无卡免费,一卡二卡三卡网站,日本一卡二卡三卡四卡在线观看免费软件,一卡二卡三卡在线播放 欧美日本A无码AV在线播放| ZZIJZZIJ亚洲日本少妇| 完整版A片无码AV| 国产网红主播无码精品| 7723在线视频免费观看| 特级毛片WWW免费版| 日本韩国高清免费A∨| 午夜d在线观看免费完整高清电影中文| 欧美第9页浮力影院| 性欧美乱妇COME| 亚洲人成电影网站色MP4| FREE性雏女DEO第一次摘花| 40岁熟女JAPANESE| 偷拍亚洲另类无码专区AV| 色综合天天综合高清网 | 欧美性高清在线BRAZZESR| 暖暖 免费 视频 在线| 里番本子肉全彩无码中英翻译| 苍井空免费AV片在线观看| 性饥渴寡妇肉乱| 被公连续侵犯中文字幕| gogowww日本肉体艺术| 一二三区乱码不卡| 毛片卡1卡2卡3卡4| 一二三四区乱码芒果mg001| 2021电视剧免费全集在线观看免费| 亚洲中文字幕永久在线全国| 欧美一卡二卡三卡四卡视频版| 变态另类AV手机版天堂| 亚洲泑女啪啪| 暖暖电影免费观看| 辽宁熟女高潮狂叫视频| 韩国精品无码一区二区三区在线| 安娜情欲史| 免费大片黄在线观看| 综合色区亚洲熟妇另类| 久久亚洲欧美国产日韩| 丰满大屁股熟女啪播放| 口述做爰全过程和细节| 亚洲亚洲熟妇色L图片20P| 征服大乳大屁股美熟妇| 日本1卡2卡3卡4卡| 人性大片在线观看| 高清一卡二卡三卡四卡无卡| 抖音下载视频免费下载| 国产麻豆剧果冻传媒小偷| 啦啦啦免费视频卡一卡二| 最近中文字幕完整下载| 老头霸占人妻中文字幕| 18俄罗斯美女极品| 欧洲人免费视频网站在线| 亚洲乱亚洲乱妇50P| 暖暖视频日本在线观看| AV无码A在线观看| 18禁止观看强奷视6美女裸体频| 欧美18VIDEOSEX性欧美亅IZZ4| 东北老女人大叫太爽了| CHINESE色系FREE中国| 双飞风韵犹存两个熟妇| 动漫H片在线播放免费网站| 加勒比色老久久综合网| 秋霞电影网午夜福利理论片| 美女脱的一干二净| 国产AV天天免费线观看美女| 性无码专区性盈盈影院| 92午夜福利757视频在线观看| 狠狠综合久久久久综合网小蛇| 最好看的2018中文字幕国语1| 男女爱爱好爽视频免费| 最新无码人妻在线视频| 天干夜天天夜天干天| 久久久就亚洲久久久久久88| 四虎最新在线永久免费| 日本爱情动作片| 午夜乱理伦片在线观看| 好男人免费视频芒果视频| 女人裸体自慰的全过程| 一区二区亚洲AV天堂| 99re热这里有精品首页| 啦啦啦啦啦视频在线观看免费| 成年男女免费视频网站无毒| 人善交VIDE欧美| 深度抽出男女GIF动态图| 好男人影视WWW| 薄白丝小仙女自慰喷水| 色情综合网-色情在线播放| 天天摸天天添天天爱| 最新亚洲精品国偷自产在线| 日本无码av不卡一区二区三区| 2012手机免费观看版国语| 亚洲中文字幕无线乱码2020| 日本黄页网站免费大全| 么公吃我奶水中文字幕| 苗条少妇做按摩高潮不断| 无码人妻 高清中字视频| 最近最新中文字幕大全直播| 毛片卡1卡2卡3卡4| 亚洲人成77在线播放网站| 欧美另类偷自拍清纯唯美| 99久久亚洲综合精品| 国产精品99久久99久久久| 人妻的渴望波多野结衣| 国产国拍亚洲精品| 国色天香小说| 亚洲日韩中文字幕丝祙制服| 月光视频在线观看免费完整版| 国内老熟妇乱子伦视频| 老司机免费的精品视频| 亚洲AV无码久久| 中文字幕乱码2020一二三| 五月丁香六月综合激情深深爱| 去医院做妇科检查流水了| 免费看AV大片的网站| 天堂亚洲2017在线观看| 日本人三级三妇少| GV无码钙片在线网站| 江苏女教师大战老外在线| 乱子XXXXVIDEOS| 亚洲精品在看在线观看高清| 人妻的渴望波多野结衣| 99re热这里有精品首页| 学生机机桶机机直播| 日本JAPANESE漂亮丰满|