采用CyClockWizard軟件實(shí)現系統設計和時(shí)鐘管理方法

時(shí)鐘是幾乎所有電子系統的心臟，而時(shí)鐘管理則是整體系統設計的重要組成部分。由于時(shí)鐘準確性、穩定性和整體信號質(zhì)量都會(huì )影響系統性能，因此選擇可滿(mǎn)足應用設計需求的適當計時(shí)解決方案是至關(guān)重要的。

選擇適當的計時(shí)解決方案包括四大基本步驟：

· 明確系統時(shí)鐘需求。

· 明確哪些時(shí)鐘組件能夠滿(mǎn)足系統要求。

· 獲取時(shí)鐘組件樣品。

· 評估樣品，明確其是否合格。

不同的系統應用都有其獨特的特性、性能和成本要求。系統設計人員必須回答包括以下問(wèn)題在內的諸多問(wèn)題，來(lái)確定應用的組合要求。

· 我需要什么樣的頻率？

· 最大頻率差異容限是多少？

· 需要什么樣的信號電壓和接口標準？

· 抖動(dòng)和/或相噪聲系統有什么要求？

· 功耗或EMI規定是否為重要問(wèn)題？

· 封裝尺寸是否為首要問(wèn)題？

· 解決方案的成本是否為首要問(wèn)題？

· 樣品推出的速度是否為首要問(wèn)題？

例如，通信、消費和移動(dòng)應用的時(shí)鐘需求各不相同，差異很大。無(wú)線(xiàn)基站等通信系統可能不需要最小型化的封裝尺寸，但需要確保較低的抖動(dòng)和相噪聲。上述要求與打印機等消費應用差異很大，消費應用考慮最多的是EMI合規性或成本問(wèn)題。當然，上述要求也與強調封裝尺寸和功耗的移動(dòng)電話(huà)大不相同。

一旦明確了系統時(shí)鐘要求，系統設計人員的下一個(gè)重大挑戰就是明確時(shí)鐘組件需求，這些組件將提供所需的特性和性?xún)r(jià)比?？紤]到目前可用的計時(shí)解決方案非常豐富，這項任務(wù)還是非常艱巨的。

賽普拉斯半導體公司為系統設計人員提供了一個(gè)簡(jiǎn)單解決方案，用于對專(zhuān)為滿(mǎn)足應用需求的定制解決方案進(jìn)行查找、配置并編程。賽普拉斯的最新計時(shí)解決方案軟件向導工具CyClockWizard使用戶(hù)能定制計時(shí)解決方案，只需三個(gè)簡(jiǎn)單的步驟就能滿(mǎn)足各種獨特的要求：

· 通過(guò)參數搜索引擎明確適當的時(shí)鐘組件。

· 通過(guò)直觀(guān)的GUI定制配置指定的器件。

· 對進(jìn)行器件編程，實(shí)施工程設計評估。

CyClockWizard可從賽普拉斯網(wǎng)站下載。該工具為用戶(hù)提供了賽普拉斯的全系列計時(shí)解決方案，包括晶體振蕩器、時(shí)鐘生成器和緩沖器等。用戶(hù)可指定頻率、電壓、信號類(lèi)型、封裝和溫度范圍等參數，從而快速找到適當的解決方案。通過(guò)提出特殊的性能要求，如針對降低EMI的擴頻調制類(lèi)型等，我們還可進(jìn)一步改進(jìn)搜索功能。

例如，我們要搜索一款采用SOIC封裝的8輸出CMOS零延遲緩沖器，且該產(chǎn)品應支持工業(yè)溫度范圍，輸入/輸出頻率為100 MHz，這樣我們就能找到CY2308SXI-1緩沖器。但是，如果指定50MHz的輸入而不改變其他參數，那么搜索結果就會(huì )變?yōu)镃Y2308SXI1-4緩沖器。

在某些情況下，如果對時(shí)鐘頻率有獨特要求或者其他方面存在要求，我們將建議用戶(hù)采用可編程的解決方案，進(jìn)而通過(guò)相關(guān)配置滿(mǎn)足自身具體需求。一旦確定了時(shí)鐘組件，CyClockWizard GUI將可讓用戶(hù)定義引腳分配細節（即將引腳配置為斷電或輸出啟用功能）和具體配置（即頻率），并編輯可用來(lái)對組件進(jìn)行編程的JEDEC文件。

賽普拉斯最新系列可編程、低相噪聲時(shí)鐘FleXO（頻率高達690 MHz，典型RMS相位抖動(dòng)為0.6 ps）就是一個(gè)較好地突顯了CyClockWizard綜合搜索和配置功能的例子。FleXO作為晶體振蕩器（XO）推出，采用6引腳的5.0mm x 3.2mm LCC封裝，此外也可作為采用8引腳和16引腳的TSSOP封裝的時(shí)鐘生成器。盡管賽普拉斯的FleXO系列旗下產(chǎn)品非常豐富，但CyClockWizard能根據高性能時(shí)鐘的獨特要求確定最合適的FleXO產(chǎn)品。

FleXO的引腳分配、頻率、電壓和輸出類(lèi)型以及I2C選擇或可通過(guò)引腳選擇的頻率容限（即能以0.2 ppm的步進(jìn)改變頻率，滿(mǎn)足系統測試需求）在GUI中提供了多種選擇和配置方案。此外，用戶(hù)還可就FleXO選擇最適合系統要求的相位噪聲，如配置示例截屏所示（圖1）。

圖1. 用CyClockWizard優(yōu)化賽普拉斯的低相位噪聲CY2X014 XO配置

獲得滿(mǎn)足具體系統要求的時(shí)鐘樣品是系統設計人員在確認解決方案之后所面臨的挑戰之一。經(jīng)銷(xiāo)商通常具有標準頻率計時(shí)產(chǎn)品的存貨，但如果需要滿(mǎn)足定制非標準時(shí)鐘要求，則通常需要8到10周的交付周期，才能滿(mǎn)足設計修改和制造時(shí)間要求。CyClockWizard能使系統設計人員在庫存的空白芯片樣品上直接編程，或者生成必需的配置，讓經(jīng)銷(xiāo)商或銷(xiāo)售部門(mén)創(chuàng )建編程樣品，從而縮短了交付周期。

在上述FleXO例子中，一旦芯片配置最終完成，就能立即通過(guò)CY3675- CLKMAKER對FleXO器件進(jìn)行編程。CY3675- CLKMAKER是一款便攜式時(shí)鐘器件編程器，可通過(guò)USB線(xiàn)纜連接到PC或筆記本電腦，并得到了CyClockWizard的完全支持。如果CyClockWizard檢測到CY3675-CLKMAKER連接到電腦上，那么用戶(hù)可以立即啟動(dòng)樣品編程。