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在當(dāng)今世界上，大多數(shù)高度集成系統(tǒng)所執(zhí)行的功能均不止一項，而且專為與其他系統(tǒng)和外設(shè)對接而設(shè)計。此外，還常常對同一個硬件進行再配置以滿足不同地區(qū)或最終用戶的需要，從而減少設(shè)備制造商的庫存開銷金額。普通的最終用戶并不知道此類系統(tǒng)核心部分所發(fā)生的變化，包括負責(zé)控制終端設(shè)備功能的集成電路 (IC) 的操作模式。在本篇博客中，我將討論時鐘和定時 IC 的一項重要特性，就是為高度集成系統(tǒng)提供“心跳”或基準(zhǔn)頻率。我喜歡把這項特性稱為“引腳可選的特質(zhì)”(pin selectable personality)。簡而言之，引腳可選的特質(zhì)是器件根據(jù)其外部控制引腳的狀態(tài)接納不同配置（特質(zhì)）的能力。
在探究針對這些引腳可選特質(zhì)的潛在情形之前，我們來回顧一下能夠在計時器件中存儲上電復(fù)位 (POR) 配置的不同方法。采用外部控制引腳選擇的器件配置通常存儲在非易失性存儲器 (NVM) 中。最簡單的存儲器選項是掩模只讀存儲器 (ROM)，它是一種其存儲內(nèi)容在集成電路 (IC) 制造過程中進行硬編碼的 ROM。雖然掩模 ROM 的主要優(yōu)點是其可實現(xiàn)低成本的單位存儲，但其一次性掩模成本卻很高。生成用以支持一種新配置的掩模 ROM 需要進行 IC 再設(shè)計、制造、裝配和測試，而且常常不是一個快速過程。面對不斷發(fā)展變化的系統(tǒng)要求，產(chǎn)品設(shè)計周期必需加快。
第二種選項是一次性可編程 (OTP) NVM，其在 IC 制造之后僅進行一次編程（通過在每個比特?zé)龜嗳劢z來完成）。與前文討論的掩模 ROM NVM 相比，配置這種形式的 NVM 常常較快。顧名思義，OTP NVM 只能進行一次寫操作。系統(tǒng)原型設(shè)計期間的這一局限性有可能對項目進度產(chǎn)生負面影響。
針對這些問題的一種精致解決方案以非易失性電可擦可編程 ROM (EEPROM) 的形式存在，它為在設(shè)計周期的原型設(shè)計階段快速試用不同配置提供了靈活性。EEPROM NVM 使計時器件能夠靈活地接納不同的引腳可選特質(zhì)。
圖 1 突出顯示了采用具集成型 EEPROM NVM 之計時解決方案的五項最重要的系統(tǒng)級優(yōu)勢。
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圖 1：具集成型 EEPROM NVM 之計時解決方案的系統(tǒng)級優(yōu)勢
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下面，我將一一闡述圖 1 中所示的這五項優(yōu)勢：
1.??? 利用多種時鐘方案以最大限度地縮減系統(tǒng)物料清單 (BOM)：在我和硬件設(shè)計人員的幾次交談中，他們表達了這樣一個愿望，即盡量減少從計時器件供應(yīng)商那里索取的 IC（供他們進行選擇以證實具備在其系統(tǒng)中使用的品質(zhì)）數(shù)量。
除此之外，他們各自公司內(nèi)部的不同產(chǎn)品線還具有各種各樣的計時要求（取決于終端設(shè)備）。計時器件提供了多個集成的 EEPROM NVM 頁面，這些頁面存儲了可容易地通過控制引腳搭接進行訪問的獨特配置，有助于極大地削減系統(tǒng) BOM 并最大限度地縮短 IC 鑒定時間。
管理針對產(chǎn)品變種的要求：您的系統(tǒng)可能具有不同的操作模式。例如：在一種模式中，也許必需啟用通常被停用的處理器組以應(yīng)對激增的數(shù)據(jù)處理需求。在另一種模式中，或許需要關(guān)斷邏輯電路以盡量降低總體系統(tǒng)功耗。計時器件必須適應(yīng)這些操作模式及其配置（它們是不同 EEPROM 頁面能夠存儲的）。
滿足多種協(xié)議 / 平臺的需要：在廣播和專業(yè)視頻應(yīng)用中，針對諸如串行數(shù)字接口 (SDI)、高分辨率多媒體接口 (HDMI) 和 DisplayPort 等各種不同視頻標(biāo)準(zhǔn)的計時要求會有明顯的差別。地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了視頻基準(zhǔn)時鐘的頻率（對于基于逐行倒相 [PAL] 或美國國家電視系統(tǒng)委員會 [NTSC] 制式的系統(tǒng)分別為 148.5 MHz 或 148.5/1.001 MHz）。特定于地區(qū)的頻率計劃可存儲在獨特的 EEPROM 頁面中，從而使得一款計時 IC 能夠同時滿足多種平臺及協(xié)議的需要。
簡化系統(tǒng)原型設(shè)計：頻率和 / 或抖動裕度調(diào)節(jié)是在系統(tǒng)開發(fā)周期的工程驗證測試 / 設(shè)計驗證測試 (EVT/DVT) 階段中測試系統(tǒng)堅固性和相符性的常用方法。在頻率裕度調(diào)節(jié)的場合中，采用一種迭代過程對系統(tǒng)開始發(fā)生故障時的頻率進行測量。計時器件上的 EEPROM 頁面能夠存儲標(biāo)稱頻率的頻率變種（偏離標(biāo)稱值的范圍從幾 Hz 至幾 MHz），其可通過控制引腳來選擇。擁有必要的連接程序以在計時器件中執(zhí)行頻率裕度調(diào)節(jié)測試，可幫助簡化原型設(shè)計和驗證。
確保您的系統(tǒng)適用于未來：未用的 EEPROM 頁面可用作未來配置的預(yù)留位置。當(dāng)該是升級系統(tǒng)的時候，您不必為鑒定一款新的計時器件而犯愁。
現(xiàn)在，我們來考察一種實際應(yīng)用情形，一款具集成型 EEPROM NVM 的時鐘發(fā)生器 IC 可在此場合中提供上文著重闡述的系統(tǒng)優(yōu)勢：
表 1 列出了針對 LMK03328 超高性能時鐘發(fā)生器的一種 EEPROM 配置方案。如該表所示，計時器件上的引腳搭接 GPIO2 和 GPIO3 引腳能夠選擇特定于地區(qū)的視頻頻率、中央處理單元 (CPU) 和以太網(wǎng)時鐘。另外，該表還突出顯示了可對 CPU 時鐘頻率進行 ±5% 裕度調(diào)節(jié)的配置。
EEPROM 頁面
?頁面 0
?頁面 1
?頁面 2
?頁面 3
?頁面 4
?頁面 5
?GPIO3
?低
?低
?低
?高
?高
?高
?GPIO2
?低
?中等
?高
?低
?中等
?高
?PLL1 VCO
?5 GHz
?5 GHz
?5 GHz
?5 GHz
?5 GHz
?5.346/1.001 GHz
?PLL2 VCO
?5.346 GHz
?5.346 GHz
?5.346/1.001 GHz
?5.346 GHz
?5.346 GHz
?5.346 GHz
?OUT0
?297 MHz
?297 MHz
?297/1.001 MHz
?148.5 MHz
?297 MHz
?297 MHz
?OUT3
?125 MHz
?125 MHz
?125 MHz
?125 MHz
?125 MHz
?停用
?OUT4
?156.25 MHz
?156.25 MHz
?156.25 MHz
?156.25 MHz
?156.25 MHz
?297/1.001 MHz
?OUT7
?100 MHz
?100 MHz
?100 MHz
?100 MHz
?100 MHz
?停用
?OUT1、2、5、6
?停用
?停用
?停用
?停用
?停用
?停用
?STAT0/CLK
?66.6 MHz
?69.4 MHz
（＋5% 裕度調(diào)節(jié)）
?66.6 MHz
?66.6 MHz
?62.5 MHz
（－5% 裕度調(diào)節(jié)）
?停用
?表 1：采用 LMK03328 的引腳可選時鐘配置
我希望自己激發(fā)了大家對于具有掩模 ROM 和集成型 EEPROM NVM、并提供了成本效益和靈活性的計時器件的一些好奇心。我最喜歡的高性能時鐘發(fā)生器是 LMK03328。其他受歡迎的選擇是 CDCM6208 和 CDCE949。
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