小米玄戒芯片二代出来了,国产自研SoC又往前走了一步。大家关注的通常是跑分、算力、功耗,以及它能不能撑起旗舰手机。
但从硬件底层往下拆,一颗SoC真正复杂的地方,不只是“算得快”,还要让CPU、GPU、影像、通信、高速接口这些模块同时稳定地工作。这里面有一个很不起眼却不能乱的部件——时钟。
一颗SoC,其实有很多“时间”
CPU有自己的工作节奏,GPU有自己的时钟域,摄像头、基带、GNSS、高速接口也都有对应的参考时钟。这些模块并不是各干各的。
数据要传输,信号要同步,不同模块之间还要不断交换数据。尤其到了旗舰SoC,高速接口越来越多,整个系统对时钟稳定性的要求也会跟着提高。
时钟出了问题,不一定马上黑屏死机,但可能表现为高速链路误码、数据传输异常、影像掉帧,甚至定位出现偏差。所以晶振虽然只是BOM里不起眼的一项,但真正到选型阶段,却一点都不能马虎。
高速数据传输,先把时钟稳住
现在手机、服务器、光模块以及各种高速通信设备,都在不断提高数据传输速度。速率上去,参考时钟的抖动、温度稳定性和信号完整性就变得越来越重要。比如156.25MHz差分时钟,就是高速数据传输领域非常典型的参考频点。为什么越来越多高速设备采用差分输出?
简单说,是为了让时钟在高速传输过程中更抗干扰,同时把抖动控制在合理范围内。
一颗参考晶振看起来不起眼,但如果它本身不够稳定,后面的高速链路再快,也很难真正跑稳。
高清数据线和图像处理,同样离不开稳定时钟
手机影像、高清显示、工业相机等设备,现在都在往更高分辨率、更高帧率发展。高清数据从Sensor进入ISP,再经过处理、编码和传输,中间涉及多个环节。数据量越大,对采样时序和传输同步的要求就越高。
尤其是在高清图像传输过程中,参考时钟如果出现较大的偏差或抖动,就可能影响数据采集和处理的稳定性,最终表现出来就是画面掉帧、传输异常或者图像处理不稳定。
因此,这类设备通常会采用2016、2520等小封装晶振或有源振荡器,25MHz、38.4MHz等频点也比较常见。
对于手机这种寸土寸金的设备来说,小封装、低功耗和稳定时钟的要求。
GNSS更怕“温度一变,频率就跟着变”
定位系统对时钟的要求又不太一样,GNSS模组长期工作,环境温度不断变化,如果晶振频率随温度明显漂移,就会影响系统的时间基准。
所以这类应用经常会使用TCXO温补晶振,例如2016封装,26MHz、1.8V~3.3V供电、±0.5ppm等级的TCXO,再配合32.768kHz RTC晶体,分别承担高稳定参考时钟和低功耗计时的功能。
体积不大,但作用很关键。因为定位系统最怕的不是“慢一点”,而是时间基准慢慢跑偏。
国产SoC往前走,底层器件也得跟上
玄戒芯片往前走,意义不只是多了一颗国产SoC。芯片性能越来越强之后,周边的高速接口、影像、通信、射频、存储以及时钟器件,也会面临更高要求。
晶振就是其中一个容易被忽略的环节。高速数据传输需要低抖动差分振荡器;高清影像和终端设备需要小封装、低功耗的时钟方案;GNSS则更看重TCXO的温度稳定性;不同场景还会进一步用到VCXO、OCXO等产品。
SJK晶科鑫目前覆盖无源晶体、TCXO、差分振荡器、VCXO、OCXO等产品,可对应消费电子、通信、GNSS、高速数据传输等应用。
所以再看玄戒芯片,会发现一个挺有意思的细节:芯片负责把事情算得更快,晶振负责让这些事情在正确的时间发生。
国产芯片可以不断追求更高算力,但在这场向上的竞争里,还有很多藏在BOM表里的基础器件,也得一起跟上。
芯片可以越来越强,但时钟不能越来越飘。
222
