FPGA时钟信号

方案咨询
FPGA的功能性持续增强,这也反过来增加了FPGA时钟信号管理的复杂性。设计者需要能够提供完整时钟树的供应商。SiTime提供从时钟集成电路到高性能振荡器的广泛时序解决方案。这些基于MEMS技术的硅晶振具有诸多优势,可提升系统的健壮性、可靠性和灵活性。
您是否遇到以下挑战
挑战1
频率稳定性与精度

FPGA的工作速度受限于其时钟信号,因此晶振的频率必须能够稳定地支持FPGA的工作,并且具备足够高的精度,以确保数据传输和运算的同步性和正确性

挑战2
温度稳定性

FPGA通常需要在各种温度环境下工作,因此晶振必须能够在不同温度下保持稳定的性能。如果晶振的温度稳定性不佳,可能导致FPGA在高温或低温环境下性能下降或失效。

挑战3
抗电磁干扰能力

FPGA的工作环境中可能存在各种电磁干扰源,这些干扰可能影响到晶振的性能。因此,选择具有较好抗电磁干扰能力的晶振对于确保FPGA时钟信号的稳定性至关重要。

产品优势
完整的MEMS时钟树

时钟集成电路

双端振荡器

超温补晶振


精确且稳健

温度范围的优异稳定性

更强的抗冲击/振动能力

更高质量与可靠性


易于使用,经久耐用

可编程功能

无石英可靠性问题

20亿小时的平均无故障时间(MTBF)


产品框图

FPGA已远不止于由逻辑单元和触发器组成的原始核心结构,其周边还配备了通用I/O接口。如今,该核心结构已经过升级,内嵌了存储器、DSP模块、AI处理器,并通过芯片内网络相互连接。除了核心结构的升级,FPGA现在还配备了多核处理器。

I/O环也已升级,配备了一系列硬IP块和高速串行收发器(SerDes),以支持包括千兆以太网、PCIe、DDR内存等多种接口。当今的现代化FPGA已经演变为具有复杂时钟信号管理需求的可编程SoC。


FPGA构成复杂的时钟信号管理环境

随着FPGA功能性的增强,时钟信号管理的复杂性也日益增长。因此,FPGA供应商增加了多个内置PLL(相位锁环)及时钟管理功能。所需时钟源的增加也反映了功能性的提升:

  • 为嵌入式PLL提供多个参考时钟

  • 每个I/O库参考时钟

  • 用户逻辑时钟

  • 为实时时钟、配置控制器等特性提供各种支持时钟源

  • 对于基于SRAM的FPGA,可能还需要额外的外部逻辑来控制配置。通常,会使用一个小型CPU和闪存,它们也需要自己的时钟源。


这些FPGA和支持它们的配置逻辑并不是单独存在于电路板上的。例如,高端CPU常与FPGA一同使用,FPGA作为CPU的硬件加速器。此外,电路板上通常还会配置其他设备,如收发器、DRAM以及其他ASSP(应用专用标准产品)。所有这些设备都有各自的时钟信号管理需求,共同构成了一个复杂的时钟信号管理环境。设计师需要供应商能够提供从振荡器到时钟管理设备的一系列时钟信号管理解决方案。


FPGA无处不在

FPGA是一种广泛应用的专用产品,无论是机顶盒、GPS制导弹药,还是海底、太空——只要有需要定制解决方案的地方,都能找到FPGA的身影。然而,如果采用定制的ASIC(专用集成电路),从非重复性工程费用(NRE)的角度来看,成本可能会过高,或者无法满足上市时间的要求。因此,FPGA设计师需要供应商提供的产品线能够支持从办公室温和环境到高温差、高振动和高压力等恶劣环境等各种应用场景。







产品对比
更高的质量和更强的健壮性。
FPGA的配置数量可达数百万
产品应用





产品产品参数产品特性

时钟发生器

SiT95141   1 ~ 220 MHz



  • 多支持4个输入、11个输出
时钟


  • 输出频率高达2 GHz


  • 集成相位抖动为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


  • 封装尺寸为9.0 x 9.0 mm



  • 支持多个时钟域和多个时钟输出,可实现复杂的时钟架构


  • 抗振动和抗板弯能力提高10倍


去抖时钟

SIT95145   1 ~ 220 MHz             



  • 多支持4个输入、11个输出
时钟

  • 输出频率高达2 GHz


  • 集成相位抖动为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


  • 封装尺寸为9.0 x 9.0 mm


  • 支持多个时钟域和多个时钟输出,可实现复杂的时钟架构


  • 抗振动和抗板弯能力提高10倍

网络同步器
SIT95147  1 ~ 220 MHz              
SIT95148  1 ~ 220 MHz

  • 多支持4个输入、11个输出
时钟

  • 输出频率高达2 GHz


  • 集成相位抖动为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


  • 封装尺寸为9.0 x 9.0 mm




  • 支持多个时钟域和多个时钟输出,可实现复杂的时钟架构


  • 抗振动和抗板弯能力提高10倍

差分振荡器
SIT9375  24 ~ 644.5 MHz   70 fs IPJ [1]           

SIT9501  25 ~ 644.5 MHz

150 fs IPJ [1]

  • 频率稳定性范围:±20 ppm至±50 ppm


  • 支持LVPECL、LVDS、HCSL接口


  • 电源电压范围:1.8 V至3.3 V

  • 
工作温度范围:-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

  • 
PCB占用面积小,布局更便捷

  • 
设计灵活,便于实现

  • 
MEMS可靠性更佳

温补振荡器
SIT5501  1 ~ 60 MHz              
  • ±10 ppb的稳定性

  • ±0.5 ppb/°C的温度系数

  • 2E-11的ADEV(艾伦方差)

  • 工作温度范围:-40°C至105°C

  • 封装尺寸:7.0 x 5.0 mm

  • 确保在恶劣环境中使用的电信设备满足QoS(服务质量)要求

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