Präzisions-Timing Eine zweimal längere Überbrückung und sorgt für zuverlässigen und kontinuierlichen Netzwerkbetrieb

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Die SiTime Corporation hat die SiTime Epoch Platform angekündigt, welche die meisten komplexen Timing-Probleme in der Elektronik löst und die 100 Jahre alte Quarztechnologie ablösen soll.

Die SiTime Epoch Platform ist ein MEMS-basierender, beheizter Quarzoszillator (OCXO), der ein ultrastabiles Taktsignal für Rechenzentren und Infrastrukturausrüstung liefert, und für den in den nächsten zehn Jahren ein adressierbarer Markt (SAM) von insgesamt 2 Mrd. US-$ erwartet wird. Mit der Zeit wird die Epoch-Technologie Eingang in weitere Elektronikbereiche mit hohem Wachstum, z. B. Luft- und Raumfahrt, Rüstung, Industriesteuerungen usw., finden.

„Die Vorstellung der Epoch Platform ist ein wichtiger Moment für SiTime und die Elektronikindustrie“, erklärte hierzu Rajesh Vashist, CEO und Vorstandsvorsitzender von SiTime. „Viele Jahre lang haben die Kunden mit den Unzulänglichkeiten vorhandener Timing-Technologien gelebt, weil es keine brauchbare Alternative gab.So gingen sie Kompromisse bei der Leistung im Betrieb, der Zuverlässigkeit und beim Energieverbrauch ein, um nur einige zu nennen.Die Epoch Platform von SiTime macht Schluss damit, denn sie bietet höhere Leistung und Zuverlässigkeit bei einer geringeren Leistungsaufnahme. All dies war bisher nicht möglich.Diese Vorteile sind das Ergebnis eines halben Jahrzehnts technischer Forschung und eines systembasierten Entwicklungsansatzes aus MEMS, analog, Bauform und Algorithmen.Epoch wird zusammen mit seit 2020 eingeführten neuen und weiteren Produkten unseren SAM in den Bereichen Kommunikation und Unternehmen bis 2024 auf 1,3 Mrd. US-$ vergrößern. Wir glauben, dass Präzisions-Timing die Innovation in der gesamten Elektronik und unseren künftigen Erfolg voranbringen wird.“

Präzisions-Timing ist kritisch für die Leistung und Zuverlässigkeit von Netzwerken. Alle Nodes in einem Netzwerk müssen zeitsynchronisiert werden. So müssen z. B. alle Nodes in einem 5G-Netzwerk innerhalb weniger Hundert Nanosekunden synchron arbeiten. Das ist zehnmal anspruchsvoller als bei 4G. Diese strenge Synchronisierung muss auch trotz Netzwerkausfällen aufrechterhalten werden. Mit einer bis zu zweifach höheren Leistung, einer 9 x geringeren Größe und einem Drittel der Leistungsaufnahme in Anwendungen wie Switches und Routern in Rechenzentren, 5G-Basisstationen und Kerninfrastruktur setzt die Epoch Platform neue Maßstäbe bei der Leistung und Zuverlässigkeit.

„Während die Welt Technologien der nächsten Generation einführt, z. B. die Explosion der KI, die Neuerfindung des Cloud-Rechenzentrums und Hochgeschwindigkeits-5G/6G-Mobilfunknetze, sind fortschrittliche Timing-Lösungen für Schaltungen und Netzwerke zu einem entscheidenden Faktor für ihre Leistung, Fehlertoleranz und Zuverlässigkeit geworden“, sagte Dave Altavilla, Mitgründer, Vorstandsvorsitzender und leitender Analyst bei HotTech Vision & Analysis. „KI ist die revolutionärste, umwälzendste technologische Innovation in Jahrzehnten, vielleicht sogar in den letzten 100 Jahren. Die Infrastruktur der Rechenzentren mit hoher Bandbreite und geringer Latenz, die zur Unterstützung von KI benötigt wird, verlangt robustes Präzisions-Timing für kritische drahtgebundene und drahtlose Netzwerk-Konnektivität. Außerdem werden diese Technologien auch in der Edge und im Feld eingesetzt, wo anspruchsvolle Umgebungsbedingungen höhere Robustheit und Zuverlässigkeit verlangen, als jemals zuvor.“

Kontinuierlicher Netzwerkbetrieb

Ein synchronisiertes Netzwerk benötigt für einen kontinuierlichen Betrieb mehrere redundante Taktquellen. Eine dieser Quellen ist ein ultrastabiler lokaler Oszillator, gewöhnlich ein OCXO, der das Netzwerk am Laufen hält, und für einen unterbrechungsfreien Betrieb sorgt, wenn andere Taktquellen ausfallen.

Die bisherigen beheizten Quarzoszillatoren sind systembedingt unzuverlässig und anfällig für Störungen durch Umgebungseinflüsse wie Temperaturänderungen und Erschütterungen. Bis heute sind Elektronikunternehmen Kompromisse bei der Leistung, Zuverlässigkeit, Größe, dem Energieverbrauch und der Aufwärmzeit im realen Betrieb eingegangen, um das zu erhalten, was ein OCXO liefert – eine stabile Taktreferenz.

Mit der Epoch Platform überwindet SiTime alle Einschränkungen der Quarz-OCXO. Epoch bietet eine zweimal längere Überbrückungszeit, selbst unter schwankenden Umgebungsbedingungen, und ermöglicht den Anbietern von Telekom- und Cloud-Diensten, ihre Leistungen auch unter realen Einsatzbedingungen zuverlässig zu erbringen.

Wichtigste Merkmale der SiTime Epoch Platform:

• Beliebige Frequenz zwischen 10 und 220 MHz, auf 6 Dezimalstellen genau programmierbar.

• 8 Stunden Überbrückungszeit, bis 12 Stunden mit Alterungskompensation – 2 x besser als andere Lösungen unter realen Einsatzbedingungen.

• ±1, ±3, ±5 ppb Frequenzstabilität bei Temperaturänderungen

• Größter Betriebstemperaturbereich: -40 bis 95 °C

• Betriebsspannung 2,5, 2,8 und 3,3 V

• 3 x niedrigerer Energieverbrauch: 420 mW

• 3 x bessere ADEV unter einem Luftstrom: 5E-12 bei einer Mittelungszeit von 10 Sekunden

• 3 x geringere Alterung: ±0,08 ppb/Tag

• 2 x schnellere Stabilisierung – 60 Sekunden

• 9 x kleiner, 3 x niedriger: 9 mm x 7 mm x 3,73 mm

• Digitale Steuerung mit einer Auflösung von 5E-14: I2C- und SPI-Schnittstellen

Verfügbarkeit

Entwicklungsmuster der SiT58xx Epoch Platform sind für qualifizierte Kunden ab sofort verfügbar. Allgemeine Muster werden im Oktober 2023 verfügbar. Die Serienfertigung wird für Anfang 2024 erwartet.

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