在任何数字电子系统中,时钟信号都扮演着“心脏起搏器”的角色。没有稳定的时钟,CPU无法执行指令,ADC无法采样,数据无法在总线上可靠传输。而时钟芯片就是承担时钟产生、分配、整形与同步功能的核心器件。
很多人都会产生这种疑问:为什么需要时钟芯片呢?直接用一颗晶振给所有芯片提供时钟不行吗?答案是当然不行,晶振只能输出一个频点,通常只能驱动1-2个负载,而一个系统往往需要同时为CPU、内存、多个PCIe插槽、以太网PHY等提供不同频率的时钟(如CPU 100MHz、DDR 1600MHz、USB 24MHz)。而且晶振时钟信号长距离传输后,时钟边沿会变缓、抖动会增加,直接使用会导致时序或数据错误,芯片工作异常。所以这个时候就需要我们的时钟芯片来解决以上问题。
时钟芯片主要分为两类:时钟发生器与时钟缓冲器
核心作用是将参考源(如晶振)通过内部的锁相环,将一个低频时钟信号(8~50MHz)倍频到所需的高频(如100M,156.25M等)输出多路相同或不同频率的时钟,可以根据需求满足系统所需的单端和各种差分信号(LVDS,LVPECL,HCSL),同时还能降低抖动,晶振本身存在相位噪声,PLL的环路滤波器可以滤除带外噪声,输出更“干净”的时钟。典型型号:SYKB23F04,SYKG1042E/Q5
典型应用:CPU/GPU的参考时钟、DDR内存时钟、以太网PHY时钟、ADC/DAC采样时钟,PCIE时钟。
是接收一路时钟输入,输出多路相同的时钟
原始时钟信号产生后,往往需要驱动多个负载或传输较远距离,时钟缓冲器可以将一路时钟复制成2、4、8甚至更多路不同输出电平的信号,供多个芯片使用,补偿长线传输或负载导致的信号衰减和波形畸变,恢复陡峭的边沿。
典型应用:将同一个100MHz时钟分配给多个ADC通道、服务器主板上将时钟分配给多个PCIe插槽。
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