本文對(duì)時(shí)鐘芯片劃分為若干基本大類供設(shè)計(jì)者做出更加明智的時(shí)鐘選擇。一般來說,時(shí)鐘芯片可根據(jù)其用途來分類。圖1將這些用途確定為(1)時(shí)鐘生成、(2)時(shí)鐘分配和(3)時(shí)鐘處理。由于市售的許多芯片均具有不止一種用途,因此,圖1中還示出了一類混合型時(shí)鐘。圖1時(shí)鐘芯片的用途分類時(shí)鐘生成此類時(shí)鐘可生成一個(gè)或多個(gè)新的時(shí)鐘頻率。放置于時(shí)鐘樹起點(diǎn)的此類時(shí)鐘芯片稱為時(shí)鐘發(fā)生器。為了生成系統(tǒng)所需的各種時(shí)鐘頻率,必須采用這種發(fā)生器。
本文對(duì)時(shí)鐘芯片劃分為若干基本大類供設(shè)計(jì)者做出更加明智的時(shí)鐘選擇。
一般來說,時(shí)鐘芯片可根據(jù)其用途來分類。圖1將這些用途確定為(1)時(shí)鐘生成、(2)時(shí)鐘分配和(3)時(shí)鐘處理。由于市售的許多芯片均具有不止一種用途,因此,圖1中還示出了一類混合型時(shí)鐘。
圖1 時(shí)鐘芯片的用途分類
時(shí)鐘生成
此類時(shí)鐘可生成一個(gè)或多個(gè)新的時(shí)鐘頻率。放置于時(shí)鐘樹起點(diǎn)的此類時(shí)鐘芯片稱為時(shí)鐘發(fā)生器。為了生成系統(tǒng)所需的各種時(shí)鐘頻率,必須采用這種發(fā)生器。另一方面,當(dāng)此類芯片直接插入時(shí)鐘樹內(nèi)時(shí),則被稱為時(shí)鐘合成器。如果一個(gè)發(fā)生器無法從起點(diǎn)處生成所需的全部頻率,則可在時(shí)鐘樹分支中采用合成器來生成其余的頻率。
圖2示出了通用型時(shí)鐘生成器件。這些器件的特征是其輸出頻率為輸入頻率f1的倍數(shù),其中,x、y或z可以是任何數(shù)(整數(shù)或非整數(shù))。位于時(shí)鐘樹起點(diǎn)的時(shí)鐘發(fā)生器需要采用一個(gè)振蕩器源(例如
晶體)作為輸入。這些芯片具有一個(gè)內(nèi)部振蕩器,以完善所需的振蕩電路。CY25702、CY22050和CY22392是賽普拉斯半導(dǎo)體公司時(shí)鐘產(chǎn)品庫(kù)中的幾款器件實(shí)例。有些時(shí)鐘產(chǎn)品不僅包括該振蕩器電路,而且還包括晶體,比如CY25701和CY25702。除了該輸入振蕩電路以外,發(fā)生器和合成器是相似的。一個(gè)內(nèi)部鎖相環(huán)(PLL)構(gòu)成了這些器件的核心。
面向時(shí)鐘合成器應(yīng)用的芯片還可以提供一項(xiàng)額外的好處,即電平變換(包括信號(hào)傳輸和電壓電平變換)。例如,一個(gè)芯片可以接受3.3V LVTTL輸入,而輸出3.3V LVPECL(例如CY22394或CYXP304)或2.5V LVTTL(例如CY22050或CY22395)。
時(shí)鐘分配
時(shí)鐘分配器件用于提供一種或
多種輸出頻率的多個(gè)副本。在業(yè)界,這些器件有一個(gè)不太嚴(yán)格的稱呼,即“緩沖器”。如圖2所示,此類器件可進(jìn)一步細(xì)分為非PLL型緩沖器和PLL型緩沖器。當(dāng)未采用輸出
分頻器時(shí),非PLL型緩沖器僅提供輸入頻率的多個(gè)副本。如果在輸出端上設(shè)置分頻器,則能夠同時(shí)輸出多種頻率。一般地,在非PLL型緩沖器中只能提供整數(shù)分頻(N)。由于不包含PLL,這些器件因而不能對(duì)輸入頻率進(jìn)行倍頻。常用的非PLL型分配緩沖器包括CY2309NZ和CY2DP3110。
交叉
開關(guān)/多路復(fù)用器是一種在需要對(duì)輸入進(jìn)行開關(guān)操作的特殊非PLL型緩沖器。圖2示出了該器件所執(zhí)行的各種操作。兩個(gè)輸入與兩個(gè)輸出相連,以用作一個(gè)(a)1:1緩沖器、(b)開關(guān)或(c、d)1:2緩沖器。這種器件(例如CY2PP326)在通信市場(chǎng)上很普遍。