Takterzeugung

Programmierbare Takt-ICs mit integriertem Quarz

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Gehäuse-Neuerung erübrigt Kompromisse

Bild 3: Der 5P49V5935 bietet vier Ausgänge, von denen jeder unabhängig bezüglich Frequenz, Signalart und anderer Eigenschaften konfiguriert werden kann.
Bild 3: Der 5P49V5935 bietet vier Ausgänge, von denen jeder unabhängig bezüglich Frequenz, Signalart und anderer Eigenschaften konfiguriert werden kann.
(Bild: IDT)

Ein genauerer Blick in einen Co-Packaged-Baustein der VersaClock5-Reihe zeigt die Funktionen, Leistungsfähigkeit und Kompromisslosigkeit dieses Gehäuses. Der 4 mm × 4 mm 5P49V5935 erzeugt bis zu vier unabhängige Ausgangsfrequenzen (bis 350 MHz im Gegentaktmodus), von denen jede für LVDS, LVPECL, HCSL oder Dual-LVCMOS und mit einer individuell wählbaren Ausgangsspannung (1,8/2,5/3,3 V) konfigurierbar ist (Bild 3). Die vier Ausgänge bieten eine individuell programmierbare Ausgangsfreigabe, Reglung der Anstiegsgeschwindigkeit und Streuspektrum-Funktion. Mit einem Phasenjitter unter 700 fseff erfüllt der Baustein die Anforderungen von 1G/10G Ethernet und PCI Express Gen 1, 2, 3, sowie für zahlreiche SoCs und FPGAs (Bild 4). Es treten auch keine Einbußen bei der Stromaufnahme auf, da der Baustein einen geringen Core-Stromverbrauch von nur 30 mA aufweist.

Befinden sich zwei HF-Bauteile in unmittelbarer Nähe zueinander, wie hier ein Quarz und ein Takt-IC, besteht Gefahr, dass sich eine schlechtere Leistungsfähigkeit durch die Interaktion zwischen den Bausteinen ergibt. Beim VersaClock5 5P49V5935 treten keine Nachteile auf. Die Leistungsspezifikationen sind vergleichbar oder gar besser als bei einer 2-Komponenten-Lösung.

Platzersparnis bei garantierter Leistungsfähigkeit

Bild 4: Jitter Performance des VersaClock5 5P49V5935. Der Jitter beträgt weniger als 700 fs von 12 kHz bis 20 MHz, was vergleichbar oder sogar besser ist als bei Standardlösungen, die einen externen Quarz verwenden.
Bild 4: Jitter Performance des VersaClock5 5P49V5935. Der Jitter beträgt weniger als 700 fs von 12 kHz bis 20 MHz, was vergleichbar oder sogar besser ist als bei Standardlösungen, die einen externen Quarz verwenden.
(Bild: IDT)

Die VersaClock5-Taktgeber mit integriertem Quarz nehmen weniger Platz auf der Leiterplatte ein und vereinfachen damit die Stückliste für ein Einzelprodukt aber auch für eine gesamte Produktreihe. Zudem spielen weniger offensichtliche Vorteile eine wichtige Rolle: Ein integrierter Baustein wie der 5P49V5935 garantiert die Leistungsfähigkeit des Quarz-Taktgenerator-Paars und erübrigt die Feinabstimmung des Schaltkreises sowie das Layout entsprechend den Besonderheiten des Quarzes. Durch die Wiederverwendbarkeit für andere Designs verkürzt sich die Entwicklungsdauer zusätzlich.

Die Platzierung des Chips oberhalb des Quarzes klingt einfach, ist es aber nicht – vor allem wenn gefordert ist, die Leistungsfähigkeit nicht zu beeinträchtigen. Das stacked Co-Packaged-Design der IDT VersaClock5-Serie bietet die Leistungsfähigkeit eines programmierbaren Taktgenerators mit mehreren Ausgängen und externem Quarz – nur dass der Quarz in das Gehäuse integriert ist, das ebenso groß ist wie der Takt-IC selbst. Die technischen Spezifikationen dieser kombinierten Taktquelle sind fest, es entstehen keine unerwarteten Probleme durch Layout, Störungen oder Quarz-Variationen. Das Ergebnis ist eine technisch robuste Lösung ohne Leistungseinbußen, mit hervorragenden Taktspezifikationen, geringer Stromaufnahme und kleiner Baugröße.

* Baljit Chandhoke ist Product Line Manager für Timing Products bei Integrated Device Technologies (IDT).

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