在接下來(lái)的幾年中，服務(wù)提供商將通過(guò)部署小型蜂窩網(wǎng)絡(luò)、超小型蜂窩網(wǎng)絡(luò)、DAS、μ-BTS和回傳設(shè)備來(lái)構(gòu)建5G網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)增加室外網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量，改善室內(nèi)信號(hào)接收和現(xiàn)有的4G/LTE網(wǎng)絡(luò)相輔相成……

迎向未來(lái)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大躍進(jìn)，Silicon Labs（Silicon Labs）日前針對(duì)4.5G和基于以太網(wǎng)的通用公共無(wú)線電接口(eCPRI)無(wú)線應(yīng)用，以及10/25/100G應(yīng)用，分別推出兩款高性能時(shí)鐘產(chǎn)品：Si5381/82/86系列與Si5332系列。Silicon Labs時(shí)鐘產(chǎn)品高級(jí)營(yíng)銷總監(jiān)James Wilson先生在接受行業(yè)媒體專訪時(shí)援引Cisco的數(shù)據(jù)稱：“帶寬需求正在驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘產(chǎn)品的成長(zhǎng)。”到2021年，全球互聯(lián)網(wǎng)用戶將達(dá)到46億，約有271臺(tái)設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，82%的總IP流量將會(huì)是視頻。欲了解更多關(guān)于時(shí)鐘應(yīng)用與設(shè)計(jì)的趨勢(shì)，歡迎點(diǎn)擊“閱讀原文”至Silicon Labs中文論壇閱讀完整采訪文章！

Silicon Labs時(shí)鐘產(chǎn)品高級(jí)營(yíng)銷總監(jiān)James Wilson先生

4.5G無(wú)線接入網(wǎng)時(shí)鐘方案

James Wilson認(rèn)為，在接下來(lái)的幾年中，服務(wù)提供商將通過(guò)部署小型蜂窩網(wǎng)絡(luò)、超小型蜂窩網(wǎng)絡(luò)、DAS、μ-BTS和回傳設(shè)備來(lái)構(gòu)建5G網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)增加室外網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量，改善室內(nèi)信號(hào)接收和現(xiàn)有的4G/LTE網(wǎng)絡(luò)相輔相成。隨著運(yùn)營(yíng)商逐漸轉(zhuǎn)移到使用基于以太網(wǎng)的eCPRI前傳網(wǎng)絡(luò)來(lái)增加基帶單元與遠(yuǎn)程無(wú)線電頭之間的前傳連接的容量，他們開(kāi)始在網(wǎng)絡(luò)邊緣部署異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(HetNet)設(shè)備。而成本、功耗和尺寸限制則成為HetNet設(shè)備硬件設(shè)計(jì)人員要面臨的特殊挑戰(zhàn)。

Si538x時(shí)鐘專門針對(duì)為HetNet設(shè)備提供參考時(shí)鐘進(jìn)行了優(yōu)化。作為業(yè)界首款將低相噪4G/LTE時(shí)鐘和低抖動(dòng)以太網(wǎng)時(shí)鐘結(jié)合在一起的時(shí)鐘IC，Si538x系列大幅簡(jiǎn)化了HetNet設(shè)備中的時(shí)鐘生成，據(jù)稱可比競(jìng)爭(zhēng)方案降低55%的功耗，占板面積減小70%，從而替代小型蜂窩網(wǎng)絡(luò)、分布式天線系統(tǒng)(DAS)、μ-BTS，基帶單元(BBU)和前傳/回傳設(shè)備等應(yīng)用中所需的多個(gè)時(shí)鐘器件和壓控振蕩器(VCXO)。

小型蜂窩網(wǎng)絡(luò)和DAS設(shè)備是“一體化”基站，需要為4G/LTE收發(fā)器、基帶處理和以太網(wǎng)/Wi-Fi連接提供參考時(shí)鐘。Si5386時(shí)鐘的低相噪DSPLL以緊湊的單芯片設(shè)計(jì)取代了分立時(shí)鐘IC、VCXO和環(huán)路濾波器件。此外，Si5386時(shí)鐘集成了五個(gè)MultiSynth小數(shù)時(shí)鐘合成器，可以非常方便的提供以太網(wǎng)和基帶參考時(shí)鐘。這種現(xiàn)代化的單PLL+MultiSynth架構(gòu)設(shè)計(jì)，相對(duì)于依賴多個(gè)PLL和分立振蕩器的解決方案，提供了更高的可靠性。

基帶單元具有復(fù)雜的時(shí)鐘要求，需要多個(gè)獨(dú)立時(shí)鐘域，包括用于CPRI到遠(yuǎn)程無(wú)線電頭連接的時(shí)鐘域，用于基于以太網(wǎng)的eCPRI前傳網(wǎng)絡(luò)(包括eCPRI)的時(shí)鐘域和用于本地基帶處理的通用時(shí)鐘的時(shí)鐘域。Si5381/82時(shí)鐘集成了一個(gè)高速、低相噪DSPLL用于支持高達(dá)3GHz的無(wú)線頻率，并采用多個(gè)靈活的任意頻率DSPLL來(lái)提供以太網(wǎng)和通用時(shí)鐘。和Si5386一樣，Si5381/82器件不需要外部VCXO或振蕩器。所有PLL器件都集成在片內(nèi)，并采用了節(jié)省空間的9x9mm64-LGA封裝。

此外，Si538x時(shí)鐘支持無(wú)縫切換功能，這使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能夠輕松地在不同的時(shí)鐘輸入間切換并最大限度的減少輸出相位瞬變，確保下游PLL保持鎖定狀態(tài)。和Silicon Labs的其他時(shí)鐘產(chǎn)品一樣，Si538x器件可以使用ClockBuilder Pro軟件進(jìn)行配置和定制。

Si5381/82/86無(wú)線時(shí)鐘現(xiàn)已提供樣片，并同步推出新型Si5381E-E-EVB、Si5382E-E-EVB和Si5386E-E-EVB開(kāi)發(fā)套件。

10/25/100G以太網(wǎng)數(shù)據(jù)中心時(shí)鐘方案

超高速數(shù)據(jù)中心正在迅速?gòu)?/span>10G遷移到25G、50G和100G以太網(wǎng)，以便加速數(shù)據(jù)傳輸和提高網(wǎng)絡(luò)效率。這波新投資周期促使設(shè)備制造商將交換機(jī)和接入端口升級(jí)到更高速率，并采用更高性能的時(shí)鐘解決方案。然而這些復(fù)雜的設(shè)備，例如以太網(wǎng)交換機(jī)、高速交換結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)處理器、服務(wù)器SoC和FPGA等，在單個(gè)IC中集成了數(shù)據(jù)路徑處理、CPU功能和多個(gè)串行/解串器(SerDes)。因此，它們迫切需要多樣化的參考時(shí)鐘組合。

與使用石英振蕩器、緩沖器和固定頻率時(shí)鐘發(fā)生器的傳統(tǒng)時(shí)鐘解決方案不同，Si5332時(shí)鐘在單芯片器件中產(chǎn)生所有SerDes、處理器和系統(tǒng)時(shí)鐘，同時(shí)提供顯著的抖動(dòng)余量，使系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員能夠有把握地簡(jiǎn)化時(shí)鐘樹。此外，Si5332系列還支持PCI Express，這是連接微處理器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和內(nèi)存的長(zhǎng)期主流標(biāo)準(zhǔn)。PCI-SIG組織最近推出了PCI Express 4.0(0.9版本)，支持16GT/s數(shù)據(jù)速率。Si5332系列產(chǎn)品完全符合PCI Express 4.0標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)為PCIe Gen 4規(guī)格提供60%的抖動(dòng)余量。

其他行業(yè)聯(lián)盟，包括CCIX、Gen-Z、NVLink和OpenCAPI，正在開(kāi)發(fā)支持高達(dá)25GT/s速率的串行互連替代技術(shù)。除了要求低抖動(dòng)時(shí)鐘之外，還需要展頻參考時(shí)鐘。Si5332系列產(chǎn)品提供支持雙獨(dú)立展頻通路的多功能解決方案。在每個(gè)輸出基礎(chǔ)上啟用展頻時(shí)鐘生成，這使得單個(gè)時(shí)鐘器件能夠同時(shí)支持展頻和非展頻時(shí)鐘的混合模式。

兩個(gè)MultiSynth小數(shù)時(shí)鐘合成器和五個(gè)獨(dú)立的整數(shù)分頻器是Si5332時(shí)鐘發(fā)生器能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)化時(shí)鐘樹設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，這使得數(shù)據(jù)中心無(wú)需再使用固定頻率時(shí)鐘和振蕩器來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘。SiliconLabs提供的數(shù)據(jù)顯示，Si5332時(shí)鐘具有230fs rms抖動(dòng)性能，優(yōu)于競(jìng)爭(zhēng)解決方案2-5倍，同時(shí)提供10/25/100G SerDes時(shí)鐘要求。Si5332時(shí)鐘集成了大量片上電源調(diào)節(jié)器，無(wú)需競(jìng)爭(zhēng)解決方案通常所需的片外昂貴的分立低壓差(LDO)穩(wěn)壓器。基于MultiSynth架構(gòu)的Si5332系列產(chǎn)品同樣針對(duì)電源效率進(jìn)行了優(yōu)化，功耗比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手低50-60%。

每個(gè)Si5332時(shí)鐘輸出可配置為LVPECL、LVDS、HCSL或LVCMOS時(shí)鐘格式，并支持1.8V-3.3V電平，這無(wú)需分立的格式或電壓轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)化了與FPGA、ASIC和SoC的接口設(shè)計(jì)。除了I2C控制之外，這些時(shí)鐘產(chǎn)品還支持用戶自定義的控制引腳，無(wú)需串行接口，可用于快速配置每個(gè)器件。和其他Silicon Labs時(shí)鐘產(chǎn)品一樣，Si5332時(shí)鐘可以使用靈活的ClockBuilder Pro軟件進(jìn)行配置和定制。

Si5332任意頻率時(shí)鐘產(chǎn)品現(xiàn)已量產(chǎn)，可提供樣片。此外，Silicon Labs也推出了新型的Si5332-6EX-EVB、Si5332-8EX-EVB和Si5332-12EX-EVB開(kāi)發(fā)套件。