Obvody IDT pro generování a distribuci hodinových signálů

Časovače, oscilátory a generátory hodinových a synchronizačních signálů dnes neodmyslitelně patří k významným hardwarovým prvkům soudobých přístrojů a zařízení, bez nichž se neobejde žádná sběrnicová a bezdrátová komunikace, záznam a čtení dat (zvuku, videa apod.), i zpracování a generování signálů v reálném čase.

V současné době i v budoucnu jsou v oblasti telekomunikací a datových přenosů základním kamenem obvody či zapojení pracující jako zdroje hodinových signálů o vysokých frekvencích několika stovek MHz s potřebou vysoké stability teplotní (až jednotky ppm) i časové (až jednotky ppm/rok). Pro vysoké přenosové rychlosti a nízkou chybovost musí mít generátor i velmi nízký jitter. V mnoha případech je navíc nutné v jednom systému či přijímači použít více různých hodinových signálů, generované různými oscilátory. Pro realizaci všech těchto úkolů a požadavků tu jsou integrované obvody od společnosti IDT, které můžete v ČR zakoupit u společnosti MES Praha / SCANTEC.

Časovací obvody pro každé CPU i obvod

Časovací obvody (clock/timing IC) od IDT, které patří svojí cenou v porovnání s konkurencí do té nižší cenové kategorie, jsou vhodné pro všechny typy procesorů, PCI sběrnic, pamětí a podobných integrovaných obvodů na trhu, přičemž pro každou aplikaci či součástku (Intel, PowerQUICC, PowerPC) je speciálně navržený konkrétní obvod. Ten lze snadno zjistit na webových stránkách výrobce IDT v sekci „Cross Reference“.

V nabídce naleznete:

obvody pro distribuci hodinového signálu
obvody pro generování hodinového signálu
obvody pro zeslabení Jitteru a změnu frekvence

Pro potřeby generování hodinových signálů je k dispozici jak široká paleta fixně nastavených i přeladitelných oscilátorů, tak i univerziální i specilizované generátory hodinových generátorů například pro PCI nebo QUICC.

Základem jsou pevně nastavené čtyř nebo šestivývodové integrované krystalové XO oscilátory v keramických pouzdrech 7 x 5 mm pro frekvence 75 až 750 MHz a s LVCMOS, LVPECL a LVDS výstupy. Jejich nabídku doplňují SAW oscilátory, které proti krystalovým nabízejí nižší jitter a lepší teplotní stabilitu. Stejně rozsáhlá nabídka je i v napěťově přeladitelných provedeních. Zatímco napěťově řízené krystalové oscilátory VCXO jsou pro frekvence 10 až 40 MHz, stejně napěťově přeladitelné SAW oscilátory VCSO jsou v provedení pro frekvence i přes 700 MHz.

Nabídku doplňují PLL frekvenční syntetizéry, které je možné přelaďovat i za běhu a to v širokém rozsahu frekvencí (i přes 1GHz) s přesným řízením i po jednotkách kHz s využitím technologie CMOS a SiGe. Výstup může být ve standardu LVCMOS, LVPECL, LVDS, HSTL i dalších.

Reálné vnitřní uspořádání SAW filtru

Vyšší úroveň integrace pak představují obvody pro generování a distribuci hodinových signálů, kde společnost IDT nabízí širokou škálu možností, ať již v podobě běžných, tak i speciálních provedení.

Vícevýstupové buffery a multiplexory – rychlost až 3 GHz, zpoždění jen 500 ps, jitter < 1 ps
Vícevýstupové buffery s nulovým zpožděním – kopírují hodinový signál o frekvenci až 400 MHz až na 17 výstupů s nízkým jitterem (pod 10 ps).
Generátory hodin – dělení a násobení vstupní frekvence, možnost připojení k libovolnému CPU, MCU či perifériím a umožňuje synchronizaci mezi komponentami
Buffery s nastavení délky hrany – 4banky s nezávislým nastavením doby náběhu hrany a s pozitivním i negativním výstupem, vstupní frekvenci lze vydělit nebo vynásobit
VersaClock programovatelné hodiny – sériově programovatelné časovače, lze jimi nahradit VCXO i další oscilátory
Dynamické hodinové přepínače – chrání výpadek systému při poruše oscilátoru přepnutím na záložní oscilátor, kontrola funkce a stability frekvence

V nabídce je i mnoho specializovaných hodinových generátorů pro aplikace a systémy jako jsou QUICC, nízkopříkonové kapesní přístroje, zařízení pro synchronizaci a sdílení času, PC hodiny, PCI hodinové buffery s nulovým zpožděním průchodu, PCI-Express hodiny apod.

Blokové schéma diferenčního hodinového generátoru ICS557 pro PCI-Express

VersaClock - sériově programovatelné hodiny ICS307

Speciální postavení v nabídce IDT představují tzv. VersaClock obvody řady ICS307 (ICS307-01, -02, -03) určené pro generování přesných hodinových signálů. Ten díky své komplexnosti dosahuje vysoké univerzálnosti při zachování minimálních rozměrů a bez nutnosti velkého množství externích součástek. Obvod je schopen ze vstupní frekvence několika MHz (5 až 27 nebo 10 – 50 MHz generovat hodiny o frekvenci od 6 do 200 MHz (verze -01 a -02) nebo dokonce od 200 Hz až do 270 MHz na třech nezávislých výstupech (u verze -03). Programování je možné i za provozu (On-The-Fly) přes sběrnici SPI, což je vhodné především v aplikacích, kde je potřeba mnoho různých frekvencí nebo změna frekvence za běhu. Zde je zaručen lehký a bezchybný přechod mezi frekvencemi v mnoha cyklech.

Pro taktování tohoto obvodu lze použít krystal nebo externí hodinový signál. Na výstupních pinech je možné nastavit tři různé frekvence, které lze za běhu dynamicky přepínat. Pro aplikace, kde se hodinový signál nevyužívá stále, je k dispozici PowerDown mód. Ten lze řídit jednak hardwarově pomocí pinu PD nebo softwarově příslušným bitem. Po aktivaci PowerDown módu jsou výstupy přepnuty do stavu vysoké impedance a celý obvod sníží svou spotřebu na minimum.

Uživatel má možnost využít software od společnosti IDT určený pro programování časovacích obvodů VersaClockTM. Díky přehlednému prostředí lze snadno nastavit požadované vlastnosti obvodu a aplikace automaticky vygeneruje programovací slovo. Navíc lze aplikaci použít přímo pro programování díky vývojové desce od společnosti IDT, která je kompatibilní s Windows.

Vlastnosti obvodu řady ICS307:

Napájení 3.3 až 5 V
Výstupy 3.3V CMOS nebo 5 V TTL
Až 3 individuálně nastavitelné výstupy
16pin pouzdro SOIC nebo TSSOP
Programování za běhu (změna do 10 ms)
Sériové SPI rozhraní
Softwarový nebo hardwarový Power Down mód
Programování přímo z PC pomocí IDT VersaClock IITM Software
Verze pro průmyslové použití

Blokové schéma sériově programovatelného generátoru hodin ICS307-03

Závěrem...

Jak je z výše uvedeného patrné, nabídka americké společnosti IDT (Integrated Device Technology, Inc.) je opravdu široká a její popis by vydal na mnoho a mnoho stránek. Proto raději navštivte přímo stránky společnosti www.idt.com, kde najdete velké množství katalogových listů a informací.

Vytisknout E-mail