SAW示波器和LMK03328的鏈路設(shè)計

在當今世界，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量不斷上升，移動設(shè)備的使用也呈爆炸式的增長，對于處理快速增長的數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)流量的電信基礎(chǔ)設(shè)施的需求變得越來與具有挑戰(zhàn)性。根據(jù)思科可視網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)指數(shù)全球IP流量預(yù)測，2014-2019，到2018年，全球?qū)⒂?0億互聯(lián)網(wǎng)用戶（超過世界人口的51%），以及210億個聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和連接數(shù)量。

25千兆以太網(wǎng) (25GbE) 正在快速發(fā)展，并且很多分析人士預(yù)計它將在未來4年中呈現(xiàn)指數(shù)性的迅速增長。想象一下設(shè)計有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來支持過多標準，以及用最小數(shù)據(jù)包損失和延遲來快速提升數(shù)據(jù)速率時的復(fù)雜程度！

隨著數(shù)據(jù)速率的增加，鏈路抖動允許量變得越來越嚴格。硬件工程師將主要精力放在如何使他們的整個線路卡能夠支持最大吞吐量，而為基準時鐘產(chǎn)生的隨機抖動分配盡可能小的允許量。針對基準時鐘，對于一條25GbE的鏈路（集成范圍在12kHz至20MHz之間）來說，可以實現(xiàn)的最大可能均方根 (RMS) 抖動的范圍在100fs至300fs之間。這個12kHz-20MHz的標準相位噪聲集成范圍包括鎖相環(huán) (PLL) 頻帶內(nèi)和頻帶外 (VCO) 噪聲的影響。基準時鐘發(fā)生器的相位噪聲性能需要在PLL環(huán)路帶寬內(nèi)和帶寬外都表現(xiàn)得很出色，以符合更加嚴格的抖動技術(shù)規(guī)格要求。

例如，LMK03328在多個集成帶寬內(nèi)提供業(yè)內(nèi)最低相位噪底，一致的RMS抖動。超低相位噪聲和抖動轉(zhuǎn)化為串行鏈路內(nèi)更好地比特誤差率 (BER)?？紤]一下對傳統(tǒng)高端基于表面聲波的示波器的改進。圖1顯示的是，在一條具有156.25MHz基準時鐘的10G鏈路上，相對于一個SAW示波器，在使用LMK03328時，BER性能提高了3倍。隨著進一步的優(yōu)化，你可以實現(xiàn)更高的性能—最多比傳統(tǒng)SAW示波器高9倍。

圖1：SAW示波器和TI LMK03328的10G鏈路性能

一個低相位噪聲基準時鐘轉(zhuǎn)化為串行鏈路中其它關(guān)鍵塊的更高抖動允許量分配。隨著數(shù)據(jù)速率快速爬升到25GbE，并且允許的BER在1e-18時變?yōu)闃藴手?，高質(zhì)量、低抖動基準時鐘在保護信號完整性方面的重要性變得不可小覷。

在用一個眼圖來解決鏈路無法正常運行的問題后，你現(xiàn)在需要確保你的設(shè)計是穩(wěn)健耐用的，并且在應(yīng)力下可以正常運行。使信號完整性變得更加糟糕的常見問題就是電源抖動。將低壓降穩(wěn)壓器 (LDO) 集成在內(nèi)可以極大地幫助克服對電源噪聲的敏感度。具有內(nèi)置LDO的時鐘發(fā)生器通過提供穩(wěn)健耐用的電源噪聲抑制和出色的電源抑制比 (PSRR) 來幫助改進無錯數(shù)據(jù)傳輸。圖2顯示的是使用LMK03328時對PSRR和TX眼圖性能的改進，其原因就在于LMK03328集成了一個LDO。

圖2：SAW示波器和TI LMK03328時鐘發(fā)生器的PSRR