如何優(yōu)化PCIe 應(yīng)用中的時鐘分配

　　
圖 2：解決方案 2：使用 LMK00338 等 RefClk 緩沖器的服務(wù)器卡實(shí)例

　　在使用緩沖器分配 RefClk 時，需要考慮緩沖器引起的附加抖動。附加抖動的定義是器件本身對輸入信號產(chǎn)生的額外抖動量，計(jì)算方法是： 。

　　假設(shè)噪聲過程是隨機(jī)的，而且輸入噪聲與輸出噪聲無關(guān)。緩沖器的抖動輸出可通過該公式計(jì)算： 。

　　LMK00338 是一款超低附加抖動 PCIe 時鐘緩沖器。對于第 3 代 PCIe 應(yīng)用而言，一般具有 30fs rms 的附加抖動。表 3 是應(yīng)用不同 PCIe 濾波器函數(shù)時的附加抖動性能。


表 4：LMK00338 的附加抖動性能

　　CDCM6208 等第 3 代 PCIe 高性能時鐘生成器可提供具有 160.66fs rms 抖動(2MHz 至 5MHz 濾波器)的 RefClk。如果對該時鐘進(jìn)行分配，LMK00338 會向 RefClk 信號增加 25fs rms 的抖動。使用以上計(jì)算公式計(jì)算出的輸出抖動僅為 162.54 fs rms(表 5)。在最壞的情況下，RefClk 生成器可能具有 999fs rms 的抖動，使用 LMK00338 不會超出第 3 代 PCIe 的抖動限值。

　　表 5 是未應(yīng)用 PCIe 濾波器函數(shù)時 LMK00338 的附加抖動性能。由于具有 77 fs rms 的低附加抖動(集成帶寬：12kHz 至 20MHz)，因此該緩沖器適用于大部分使用 HCSL 信號傳輸技術(shù)的高性能時鐘應(yīng)用。另外還提供更小的 4 輸出版本。

　　
表 5：低抖動 RefClk 源 (CDCM6208) 驅(qū)動的時鐘緩沖器的效果。

　　多個服務(wù)器卡中存在的共同問題是電源噪聲問題。噪聲可能來自多個噪聲源，首先是開關(guān)電源，以及 CPU、ASIC 或 FPGA 等數(shù)字電路。電源旁路將幫助過濾掉其中一部分噪聲，而剩下的噪聲則將影響器件性能。在剩余噪聲影響時鐘分配器件電源時，會導(dǎo)致窄帶相位調(diào)制以及時鐘輸出的幅度調(diào)制。

　　在 100kHz 至 10MHz 的噪聲頻率范圍內(nèi)，LMK00338 可在 100MHz 輸出頻率下表現(xiàn)出低于 -75dBc 的優(yōu)異電源紋波抑制 (PSRR) 特性。這種噪聲抗擾度將幫助簡化電源旁路，是 LMK00338 的另一大重要優(yōu)勢。

　　以上分析表明，只要 RefClk 生成器符合抖動要求，就可以放心大膽地在通用 RefClk 系統(tǒng)中使用超低附加抖動時鐘緩沖器。

　　此外，LMK00338 的通用輸入級不僅可接收任何差分或單端信號，而且還可將其轉(zhuǎn)換為 8 HCSL 輸出。對于第 4 代 PCIe 而言，最大 RefClk 抖動可假定為遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 1ps rms。因此，支持緩沖的通用 RefClk 架構(gòu)將更適合更嚴(yán)格的較新 PCIe 標(biāo)準(zhǔn)。

　　如欲了解有關(guān)時鐘產(chǎn)品的更多詳情，敬請查看時鐘及定時解決方案指南。