業內首款支持4.5G/LTE和以太網的無線時鐘即將面市

時間飛逝，科技進步速度之快已經超乎普通人的想象，通訊世界更是日新月異。從2012年左右進入4G時代，人們切身體會到網絡時代的快速與便捷，而現如今4.5G正運籌帷幄，再過3年5G全面商用，到那時人們的生活又將是天翻地覆的變化。這種變化對于消費者來說意味著更加輕松的生活、工作和娛樂，但對于廠商來說，則是機遇和挑戰，對時鐘器件更甚。

新器件替代多個時鐘芯片和VCXO

近期，Silicon Labs（亦稱“芯科科技”，NASDAQ：SLAB）針對4.5G和基于以太網的通用公共無線電接口（eCPRI）無線應用，推出了全新的系列高性能、多通道抖動衰減時鐘產品——新型Si5381/82/86系列時鐘產品。新型Si5381/82/86系列時鐘產品利用Silicon Labs經過驗證的DSPLL技術提供先進的時鐘解決方案，在單芯片中集成了4G/LTE和以太網時鐘。

Silicon Labs時鐘產品高級營銷總監James Wilson表示：“HetNet和eCPRI設備部署正在為5G鋪平道路。通過選擇Silicon Labs的Si538x無線時鐘，無線系統設計人員可以將小型蜂窩網絡、DAS、μ-BTS以及其他設計的成本、功耗和復雜性降至最低。Silicon Labs基于DSPLL的Si538x時鐘是業界首款將低相噪4G/LTE時鐘和低抖動以太網時鐘結合在一起的時鐘IC。”

預計到2021年，全球將擁有4.6B互聯網用戶，27.1B網絡設備和連接，而82%的總IP流量將會以視頻形式傳輸。在這之前，服務提供商將通過部署小型蜂窩網絡、超小型蜂窩網絡、DAS、μ-BTS和回傳設備來構建5G網絡。通過增加室外網絡覆蓋和容量，改善室內信號接收，和現有的4G/LTE網絡相輔相成。隨著運營商逐漸轉移到使用基于以太網的eCPRI前傳網絡來增加基帶單元與遠程無線電頭之間的前傳連接的容量，他們開始在網絡邊緣部署異構網絡（HetNet）設備。而成本、功耗和尺寸限制成為HetNet設備硬件設計人員要面臨的特殊挑戰。

Silicon Labs此次推出的這些高集成度的時鐘產品可替代通常在高要求應用中所需的多個時鐘器件和壓控振蕩器（VCXO），這些應用包括小型蜂窩網絡、分布式天線系統（DAS）、μ-BTS，基帶單元（BBU）和前傳/回傳設備等。通過在單個IC中結合4G/LTE和以太網時鐘，Si538x系列產品大大簡化了HetNet設備中的時鐘生成，可提供與競爭方案相比功耗降低55%、占板面積減小70%的突破性解決方案。

小型蜂窩網絡和DAS設備是“一體化”基站，需要為4G/LTE收發器、基帶處理和以太網/Wi-Fi連接提供參考時鐘。Si5386時鐘的低相噪DSPLL以緊湊的單芯片設計取代了分立時鐘IC、VCXO和環路濾波器件。此外，Si5386時鐘集成了五個MultiSynth小數時鐘合成器，可以非常方便的提供以太網和基帶參考時鐘。這種現代化的單PLL+ MultiSynth架構設計，相對于依賴多個PLL和分立振蕩器的解決方案，提供了卓越的可靠性。

解決10/25/100G嚴格要求的時鐘設計解決方案

Silicon Labs推出全新的高性能時鐘發生器系列產品，特別針對10/25/100G應用提供業界最高集成度的時鐘解決方案。在諸多如超大型數據中心交換機、服務器、存儲、網絡等應用中，有很多如以太網交換機、網絡處理器、服務器SoC和FPGA等，在單個IC中集成了數據路徑處理、CPU功能和多個串行/解串器（SerDes）。因此，這些設備需要多樣化的參考時鐘組合。10/25/100G SerDes具有嚴格的抖動要求，通常需要具有<300fsrms最大抖動性能的時鐘。CPU鎖相環具有較低的抖動要求，但經常使用擴頻時鐘來最小化電磁干擾（EMI）。

與使用石英振蕩器、緩沖器和固定頻率時鐘發生器的傳統時鐘解決方案不同，Si5332時鐘在單芯片器件中產生所有SerDes、處理器和系統時鐘，同時提供顯著的抖動余量，使系統開發人員能夠有把握地簡化時鐘樹。Silicon Labs時鐘產品高級營銷總監James Wilson表示：“超高速數據中心正在迅速從10G遷移到25G、50G和100G以太網，以便加速數據傳輸和提高網絡效率。這波新投資周期促使設備制造商將交換機和接入端口升級到更高速率，并采用更高性能的時鐘解決方案。通過選擇Silicon Labs的Si5332任意頻率時鐘芯片，系統設計人員能夠優化其時鐘樹設計，且不影響時鐘性能。”

新型系列產品支持PCI Express，這是連接微處理器、網絡、存儲和內存的長期主流標準。PCI-SIG組織最近推出了PCI Express 4.0（0.9版本），支持16GT/s數據速率。Si5332系列產品完全符合PCI Express 4.0標準，同時為PCIe Gen 4規格提供60%的抖動余量。其他行業聯盟，包括CCIX、Gen-Z、NVLink和OpenCAPI，正在開發支持高達25GT/s速率的串行互連替代技術。除了要求低抖動時鐘之外，其中一些解決方案還需要展頻參考時鐘。Si5332系列產品提供支持雙獨立展頻通路的多功能解決方案。在每個輸出基礎上啟用展頻時鐘生成，這使得單個時鐘器件能夠同時支持展頻和非展頻時鐘的混合模式。總而言之，這些特性使得Si5332系列產品成為高速串行互連參考時鐘的最佳解決方案。

Si5332時鐘發生器專門用于簡化時鐘樹設計，且不影響性能或功耗。新型系列產品集成了兩個MultiSynth小數時鐘合成器和五個獨立的整數分頻器，無需使用固定頻率時鐘和振蕩器來產生時鐘。Si5332時鐘具有230fs rms抖動性能，提供優于競爭解決方案2-5倍的低抖動性能，同時提供10/25/100G SerDes時鐘要求。Si5332時鐘集成了大量片上電源調節器，無需競爭解決方案通常所需的片外昂貴的分立低壓差（LDO）穩壓器。基于MultiSynth架構的Si5332系列產品同樣針對電源效率進行了優化，功耗比競爭對手低50-60%。

價格和供貨

Si5381/82/86無線時鐘現已提供樣片，計劃于12月份批量生產。而Si5332任意頻率時鐘產品現已量產，可提供樣片。樣片可以在兩周內發貨，批量產品可在四周內發貨。在一萬片訂購數量下，Si5386單價為6.77美元起；6路輸出的Si5332產品單價為4.25美元起；12路輸出的Si5332產品單價為4.90美元起。此外，SiliconLabs提供相應的開發套件套件能夠提供快速、方便的器件評估。