時(shí)鐘是幾乎所有電子系統(tǒng)的心臟，而時(shí)鐘管理則是整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分。由于時(shí)鐘準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和整體信號(hào)質(zhì)量都會(huì)影響系統(tǒng)性能，因此選擇可滿足應(yīng)用設(shè)計(jì)需求的適當(dāng)計(jì)時(shí)解決方案是至關(guān)重要的。

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選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)時(shí)解決方案包括四大基本步驟：

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· 明確系統(tǒng)時(shí)鐘需求。

· 明確哪些時(shí)鐘組件能夠滿足系統(tǒng)要求。

· 獲取時(shí)鐘組件樣品。

· 評(píng)估樣品，明確其是否合格。

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不同的系統(tǒng)應(yīng)用都有其獨(dú)特的特性、性能和成本要求。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須回答包括以下問(wèn)題在內(nèi)的諸多問(wèn)題，來(lái)確定應(yīng)用的組合要求。

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· 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(hào)電壓和接口標(biāo)準(zhǔn)？

· 抖動(dòng)和/或相噪聲系統(tǒng)有什么要求？

· 功耗或EMI規(guī)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？

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例如，通信、消費(fèi)和移動(dòng)應(yīng)用的時(shí)鐘需求各不相同，差異很大。無(wú)線基站等通信系統(tǒng)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(jī)等消費(fèi)應(yīng)用差異很大，消費(fèi)應(yīng)用考慮最多的是EMI合規(guī)性或成本問(wèn)題。當(dāng)然，上述要求也與強(qiáng)調(diào)封裝尺寸和功耗的移動(dòng)電話大不相同。

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一旦明確了系統(tǒng)時(shí)鐘要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的下一個(gè)重大挑戰(zhàn)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價(jià)比?？紤]到目前可用的計(jì)時(shí)解決方案非常豐富，這項(xiàng)任務(wù)還是非常艱巨的。

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賽普拉斯半導(dǎo)體公司為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)簡(jiǎn)單解決方案，用于對(duì)專為滿足應(yīng)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(jì)時(shí)解決方案軟件向?qū)Чぞ逤yClockWizard使用戶能定制計(jì)時(shí)解決方案，只需三個(gè)簡(jiǎn)單的步驟就能滿足各種獨(dú)特的要求：

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· 通過(guò)參數(shù)搜索引擎明確適當(dāng)?shù)臅r(shí)鐘組件。

· 通過(guò)直觀的GUI定制配置指定的器件。

· 對(duì)進(jìn)行器件編程，實(shí)施工程設(shè)計(jì)評(píng)估。

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

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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(yīng)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(shù)，那么搜索結(jié)果就會(huì)變?yōu)镃Y2308SXI1-4緩沖器。

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在某些情況下，如果對(duì)時(shí)鐘頻率有獨(dú)特要求或者其他方面存在要求，我們將建議用戶采用可編程的解決方案，進(jìn)而通過(guò)相關(guān)配置滿足自身具體需求。一旦確定了時(shí)鐘組件，CyClockWizard GUI將可讓用戶定義引腳分配細(xì)節(jié)（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(duì)組件進(jìn)行編程的JEDEC文件。

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賽普拉斯最新系列可編程、低相噪聲時(shí)鐘FleXO（頻率高達(dá)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(jù)高性能時(shí)鐘的獨(dú)特要求確定最合適的FleXO產(chǎn)品。

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FleXO的引腳分配、頻率、電壓和輸出類型以及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，滿足系統(tǒng)測(cè)試需求）在GUI中提供了多種選擇和配置方案。此外，用戶還可就FleXO選擇最適合系統(tǒng)要求的相位噪聲，如配置示例截屏所示（圖1）。

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

獲得滿足具體系統(tǒng)要求的時(shí)鐘樣品是系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在確認(rèn)解決方案之后所面臨的挑戰(zhàn)之一。經(jīng)銷商通常具有標(biāo)準(zhǔn)頻率計(jì)時(shí)產(chǎn)品的存貨，但如果需要滿足定制非標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘要求，則通常需要8到10周的交付周期，才能滿足設(shè)計(jì)修改和制造時(shí)間要求。CyClockWizard能使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在庫(kù)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)銷商或銷售部門(mén)創(chuàng)建編程樣品，從而縮短了交付周期。

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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(duì)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(cè)到CY3675-CLKMAKER連接到電腦上，那么用戶可以立即啟動(dòng)樣品編程。

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此外，如果用戶不能使用CY3675-CLKMAKER，那么可以將配置文件通過(guò)電子郵件發(fā)送給經(jīng)銷商或銷售辦事處，以獲得已經(jīng)編程的樣品。

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圖2. 賽普拉斯半導(dǎo)體公司的CyClockWizard和CY3675-CLKMAKER編程器

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系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的最后一個(gè)挑戰(zhàn)就是對(duì)潛在的解決方案進(jìn)行評(píng)估。在評(píng)估期間，可能需要在時(shí)鐘配置方面略有差異的新樣品，因?yàn)橄到y(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要：

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· 改變系統(tǒng)頻率以檢查系統(tǒng)的穩(wěn)健性。

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· 改變擴(kuò)頻設(shè)置以優(yōu)化EMI合規(guī)性。

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· 根據(jù)新的系統(tǒng)要求或升級(jí)情況改變時(shí)鐘參數(shù)。

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例如，在進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)健性評(píng)估或EMI合規(guī)性測(cè)試時(shí)，引腳可選的I2C可配置或可編程解決方案可在檢測(cè)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)方便地調(diào)節(jié)頻率、擴(kuò)頻百分比和調(diào)制率等。

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再比如，如果系統(tǒng)升級(jí)需要加快時(shí)鐘頻率或增加子卡，進(jìn)而需要時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)兩個(gè)負(fù)載而非一個(gè)，則可編程解決方案通過(guò)調(diào)整輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度或頻率設(shè)置就能方便地適應(yīng)上述變動(dòng)。而且我們無(wú)需等待硅片修改就能快速生成新樣品。

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賽普拉斯的豐富可編程時(shí)鐘解決方案組合支持快速評(píng)估，而且提供以下特性：

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· I2C或特殊編程接口。

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· 用戶可選的頻率容限（通過(guò)I2C或引腳控制）。

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· 可編程擴(kuò)頻EMI降低（通過(guò)I2C或引腳控制）。

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賽普拉斯的CyClockWizard能提供上述特性，并能通過(guò)簡(jiǎn)單易用的GUI在統(tǒng)一的集成軟件工具中快速生成編程樣品，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員識(shí)別和獲得計(jì)時(shí)解決方案的工作，并方便地明確解決方案能否滿足其獨(dú)特的應(yīng)用要求。