FPGA 时钟

方案咨询
随着FPGA功能的持续增强,FPGA时钟需求的复杂性也随之增加。设计师需要一个能够提供完整时钟树的供应商。SiTime 提供从时钟 IC 到高性能振荡器的最广泛晶振解决方案。MEMS硅晶振提供了众多优势,增强了系统的稳健性、可靠性和灵活性。
您是否遇到以下挑战
挑战1
稳定性与抖动

FPGA对时钟信号的稳定性和抖动要求非常高,因为这直接关系到数字电路的同步性和正确性。选择晶振时,需要考虑其精度和稳定性,确保输出的时钟信号能够满足FPGA的精度要求。抖动性能是另一个重要指标,低抖动的晶振能够提供更稳定的时钟信号。

挑战2
功耗限制

随着FPGA功耗的降低,对晶振的功耗要求也越来越高。 选择低功耗的晶振有助于降低FPGA的整体功耗,提高能效。

挑战3
温度与工作环境适应性

FPGA可能应用于各种温度和工作环境下,因此晶振需要具有较宽的工作温度范围和良好的环境适应性。选择能够在极端温度和工作环境下稳定工作的晶振至关重要。

产品优势
易于使用,经久耐用

可编程功能

无石英晶振可靠性问题

MTBF(平均无故障时间)超过20亿小时

精确且稳定

卓越的温度稳定性

出色的抗冲击/抗振动能力

更高品质和可靠性


完整的MEMS时钟树

时钟IC

双端输出晶振(XOs)

超温补晶振(Super-TCXOs)


产品框图

FPGA的演进早已超越了最初由逻辑门和触发器构成的核心结构,以及周边的一般用途I/O接口。现在的FPGA结构已经得到了升级,嵌入了内存、DSP模块、AI处理器,并通过芯片上网络进行连接。除了核心结构的升级,FPGA现在还配备了多核处理器,展现出了更为丰富的功能和性能。

I/O环也通过一系列硬核IP块和高速串行解串器(SerDes)得到了升级,以支持包括千兆以太网、PCIe、DDR内存等在内的多种接口。如今,现代的FPGA已经转变为具有复杂时钟需求的可编程系统级芯片(SoC)。



FPGA代表了复杂的时钟环境:

随着FPGA功能的增强,其对时钟需求的复杂性也随之增长。因此,FPGA厂商增加了多个内置PLL(相位锁定环)和时钟管理功能。这种功能性的提升与所需时钟源的增多相互映衬:


  • 针对嵌入式PLL的多个参考时钟

  • 每个I/O Bank的参考时钟

  • 用户逻辑的时钟

  • 支持实时时钟、配置控制器等功能的多种辅助时钟源


基于SRAM的FPGA可能需要额外的外部逻辑来控制配置

这些FPGA和支撑配置逻辑并不是在板卡上独立存在的。例如,人们通常会在FPGA旁边找到高端CPU,而FPGA则充当CPU的硬件加速器。

通常情况下,板上还会搭载如收发器、DRAM和其他专用标准产品(ASSPs)等其他设备。这些设备各自都有独立的时钟要求,共同构建了一个复杂的时钟环境。设计师需要一个供应商,能够提供从振荡器到时钟管理设备等一系列的时钟解决方案。




FPGA无处不在

FPGA作为一种专用产品,被广泛应用于各个领域,无论是机顶盒、GPS制导武器,还是海底探测、太空探索——只要有定制化解决方案的需求,FPGA的身影就无处不在。但是,如果采用定制的ASIC(专用集成电路),不仅成本高昂(从非重复工程成本NRE角度来看),而且可能无法满足产品上市时间的要求。因此,FPGA设计师需要一家产品线能够支持从办公室等温和环境到温度范围广泛、振动和压力大等恶劣环境多种场景的供应商。


产品对比
数百万种配置
质量更优、功能更强
产品应用




产品产品参数产品特性

时钟发生器

SiT95141   1 ~ 220 MHz

SiT95143   1 ~ 220 MHz


  • 四路输入,十一路输出

  • 高达2 GHz的时钟输出频率

  • 集成相位抖动低至120 fs [1]

  • 可编程PLL环路带宽,范围从1 mHz至4 KHz

  • 数字频率控制

  • 工作温度范围:-40°C 至 +85°C

  • 9.0 x 9.0 mm封装


  • 支持多时钟域和多时钟输出,实现复杂的时钟架构

  • 抗振动和板弯能力提高10倍

时钟发生器

SiT95147   1 ~ 220 MHz

SiT95148   1 ~ 220 MHz


  • 四路输入,十一路输出

  • 高达2 GHz的时钟输出频率

  • 集成相位抖动低至120 fs [1]

  • 可编程PLL环路带宽,范围从1 mHz至4 KHz

  • 数字频率控制

  • 工作温度范围:-40°C 至 +85°C

  • 9.0 x 9.0 mm封装


  • 支持多时钟域和多时钟输出,实现复杂的时钟架构

  • 抗振动和板弯能力提高10倍

抖动清洁器

SiT95145   1 ~ 220 MHz



  • 四路输入,十一路输出

  • 高达2 GHz的时钟输出频率

  • 集成相位抖动低至120 fs [1]

  • 可编程PLL环路带宽,范围从1 mHz至4 KHz

  • 数字频率控制

  • 工作温度范围:-40°C 至 +85°C

  • 9.0 x 9.0 mm封装


  • 支持多时钟域和多时钟输出,实现复杂的时钟架构

  • 抗振动和板弯能力提高10倍

温补振荡器

SiT5501   1 ~ 60 MHz


  • 频率稳定性高达±10 ppb

  • 温度稳定性±0.5 ppb/°C

  • 艾伦偏差仅为2x10-11

  • 工作温度范围:-40°C至105°C

  • 封装尺寸:7.0 x 5.0 mm


  • 确保恶劣环境下电信设备满足QoS要求


差分振荡器

SIT9375   25 ~ 644.5 MHz  

SIT9501   25 ~ 644.5 MHz             



  • 频率稳定性:±20 ppm至±50 ppm

  • 输出类型:LVPECL, LVDS, HCSL

  • 电源电压:1.8 V至3.3 V

  • 工作温度:-40°C至105°C

  • 封装尺寸:2.0 x 1.6 mm, 2.5 x 2.0 mm, 3.2 x 2.5 mm


  


  • 满足严苛的抖动要求

  • 小型PCB封装,布局更加便捷

  • 设计灵活,易于实现

  • 基于MEMS的可靠性


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