基于TI BAW諧振器技術(shù)芯片發(fā)布，突破外部時(shí)鐘屏障

電路系統(tǒng)需要時(shí)鐘，因?yàn)閱纹瑱C(jī)需要在時(shí)鐘的控制下才能夠有效地執(zhí)行各種操作。一般來(lái)說(shuō)，在系統(tǒng)電路中需要配備石英晶體振蕩器來(lái)?yè)?dān)任時(shí)鐘信號(hào)振蕩源，產(chǎn)生主板上各個(gè)系統(tǒng)所必需的時(shí)鐘信號(hào)。

　　當(dāng)前，市面上的時(shí)鐘和石英晶振器件能夠確保單片機(jī)準(zhǔn)確有效地運(yùn)行，但還是有一些局限性。首先是成本問(wèn)題，電路的成本主要發(fā)生在生產(chǎn)和設(shè)計(jì)兩方面，越是要求精確的時(shí)鐘其設(shè)計(jì)難度就越大。其次是生產(chǎn)周期，復(fù)雜的系統(tǒng)對(duì)設(shè)計(jì)要求會(huì)更高，這直接影響著設(shè)計(jì)周期，因此，客戶在選擇芯片產(chǎn)品時(shí)都會(huì)將其“上手”難易程度綜合考慮進(jìn)去。最后，安全性、穩(wěn)定性、精準(zhǔn)程度也是需要考量的。

　　隨著5G通訊和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸速度日益加快，高精度的時(shí)鐘就顯得愈發(fā)重要，時(shí)鐘和石英晶振器件的局限性將會(huì)阻礙數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展。

　　德州儀器（TI）公司憑借多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，了解到時(shí)鐘模塊對(duì)未來(lái)電路系統(tǒng)的重要性，苦心鉆研數(shù)年，終于研發(fā)出基于體聲波（BAW）技術(shù)的全新嵌入式處理器和模擬芯片，完成了用BAW技術(shù)替代石英晶振器件實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘功能。德州儀器 (TI) 半導(dǎo)體事業(yè)部中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)，吳健鴻先生為媒體講解了BAW諧振器技術(shù)的重要意義。

德州儀器 (TI) 半導(dǎo)體事業(yè)部中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)，吳健鴻

　　什么是體聲波（BAW）技術(shù)？

　　TI公司的BAW技術(shù)是集成微電子機(jī)械 (MEMs) 芯片諧振器的核心技術(shù)，是一種微型諧振器技術(shù)。過(guò)去，BAW技術(shù)常常被用于濾波器中，這是業(yè)內(nèi)首次將該技術(shù)用于繼承時(shí)鐘功能。

　　這款諧振器與傳統(tǒng)的諧振器不同，是由夾在兩個(gè)電極之間的壓電材料組成(見(jiàn)圖1)，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換為機(jī)械能-聲能，產(chǎn)生可靠的振蕩，從而產(chǎn)生高頻、穩(wěn)定的時(shí)鐘輸出。然后，穩(wěn)定的時(shí)鐘可以用作射頻定時(shí)的精確源，使無(wú)線電核心可靠地工作，而不影響頻率誤差和嚴(yán)格的溫度公差等參數(shù)。

　　基于BAW技術(shù)的設(shè)備把高精度和超低抖動(dòng)時(shí)鐘直接集成到包括其他電路的封裝中，因此比外置石英晶振設(shè)備更加小巧，同時(shí)避免了其他外部器件的干擾，大大提升了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，提供更高質(zhì)量的有線和無(wú)限網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。正是因?yàn)闀r(shí)鐘電路已經(jīng)集成到芯片內(nèi)，所以工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)就免去了再考慮外部時(shí)鐘電路的麻煩，使設(shè)計(jì)過(guò)程變得簡(jiǎn)單，大大降低了設(shè)計(jì)成本。

　　BAW諧振器技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，通信基礎(chǔ)設(shè)施、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、工廠和樓宇自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備，甚至是在網(wǎng)絡(luò)路由器都能夠發(fā)揮出色。

　　消除時(shí)鐘噪音：基于TI BAW技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)同步器LMK05318

　　LMK05318 是一款高性能網(wǎng)絡(luò)同步器時(shí)鐘器件，提供抖動(dòng)消除、時(shí)鐘生成、先進(jìn)的時(shí)鐘監(jiān)控和卓越的無(wú)中斷切換性能，可滿足通信基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè) 應(yīng)用的嚴(yán)格計(jì)時(shí)要求。該器件具有超低抖動(dòng)和高電源噪聲抑制 (PSNR) 性能，可降低高速串行鏈路中的誤碼率 (BER)。

圖2：BAW VCO與LC VCO的性能表現(xiàn)

　　?更高的網(wǎng)絡(luò)性能：TI的新型單通道網(wǎng)絡(luò)同步器時(shí)鐘配備了BAW諧振器，適用于400-Gbps鏈路傳輸，有助系統(tǒng)更快傳輸更多數(shù)據(jù)，同時(shí)還可提供比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手同類器件更高的系統(tǒng)抖動(dòng)預(yù)算余量。憑借超低抖動(dòng)和行業(yè)最佳的無(wú)中斷開(kāi)關(guān)性能，LMK05318還針對(duì)56-Gbps和新興的112-Gbps脈沖幅度調(diào)制4鏈路提供了最低比特誤差率，實(shí)現(xiàn)更佳的網(wǎng)絡(luò)性能。

　　?直觀的設(shè)計(jì)：相較競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手解決方案，由于無(wú)需系統(tǒng)內(nèi)編程、并且簡(jiǎn)化了電源要求、減少了輔助元件的物料單(BOM)，LMK05318使得印刷電路板設(shè)計(jì)階段大為簡(jiǎn)化，同時(shí)提供更高的時(shí)鐘性能。

　　TI副總裁兼高速數(shù)據(jù)與時(shí)鐘事業(yè)部總經(jīng)理Kim Wong表示：“未來(lái)通信基礎(chǔ)設(shè)施的時(shí)鐘要求，會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出當(dāng)前石英晶體諧振器的設(shè)備性能。通過(guò)將TI BAW諧振器直接集成到時(shí)鐘設(shè)備中，我們可以實(shí)現(xiàn)超低抖動(dòng)性能和彈性，滿足在通信轉(zhuǎn)型的過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)管道在抗震動(dòng)與抗沖擊方面日益嚴(yán)苛的要求?！?/p>

　　行業(yè)首創(chuàng)的無(wú)外置石英晶振的無(wú)線MCU——SimpleLink?CC2652RB

　　?更小的總體積：作為業(yè)界先進(jìn)的無(wú)外置石英晶振的無(wú)線MCU，CC2652RB在方形扁平無(wú)引腳（QFN）封裝內(nèi)集成了一個(gè)BAW諧振器，因而無(wú)需外置高速48-MHz晶體。

　　?簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)：CC2652RB是最低功耗的多標(biāo)準(zhǔn)器件，在單芯片上支持Zigbee?、Thread、低功耗藍(lán)牙?及私有2.4-GHz連接解決方案。且不同于目前市場(chǎng)上其他基于石英晶振的解決方案不同，該芯片支持-40°C到85°C的工作范圍，適合更廣泛的應(yīng)用、環(huán)境和場(chǎng)景。

　　CC2652RB 器件是 SimpleLink? 微控制器 (MCU) 平臺(tái)的一部分，該平臺(tái)包含 Wi-Fi?、低功耗 Bluetooth?、線程、Zigbee、低于 1GHz MCU 和主機(jī) MCU，它們均共用一個(gè)通用且簡(jiǎn)單易用的開(kāi)發(fā)環(huán)境，其中包含單核軟件開(kāi)發(fā)套件 (SDK) 和豐富的工具集。

　　TI互連微控制器事業(yè)部的副總裁Ray Upton表示：“通過(guò)運(yùn)用并分析大量的數(shù)據(jù)做出準(zhǔn)確、明智的決策是一項(xiàng)非常重要的創(chuàng)新能力。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是這種數(shù)據(jù)遷移的核心，通過(guò)連接設(shè)備連接最后一英里的能力是數(shù)據(jù)循環(huán)的關(guān)鍵部分。

　　目前，LMK05318已經(jīng)投產(chǎn)，工程師們也可以采購(gòu)SimpleLink?CC2652RB預(yù)生產(chǎn)樣品，盡快投入工作。吳總監(jiān)在媒體發(fā)布會(huì)上表示，BAW諧振技術(shù)的發(fā)布意義重大，未來(lái)將把更多技術(shù)這項(xiàng)技術(shù)融合到更多的產(chǎn)品中，已滿足客戶們的需求。