‌LMK5B33414网络同步器技术文档总结

该LMK5B33414是一款高性能网络同步器和抖动清除器，旨在满足基于以太网的网络应用的严格要求，时序精度< 5ns（ITU-T G.8273.2 D 类）。

该器件集成了三个 DPLL 和三个 APLL，通过可编程环路带宽 （LBW） 和一个外部环路滤波电容器提供无中断开关和抖动衰减，从而最大限度地提高灵活性和易用性。
*附件：lmk5b33414.pdf

APLL3 在 VCO 中采用 TI 专有的体声波 （BAW） 技术的超高性能 PLL，无论 DPLL 基准输入频率和抖动特性如何，都可以生成 312.5MHz 输出时钟和 42fs 典型 RMS 抖动（12kHz 至 20MHz）。APLL2 和 APLL1 具有传统的 LC VCO，可为第二或第三频率域和/或同步域提供选项。

基准电压源验证电路监控DPLL基准电压源输入，并在检测到或丢失输入时自动执行无中断开关。零延迟模式 （ZDM） 提供对输入和输出之间相位关系的控制。

该器件可通过I2C或SPI完全编程。集成的EEPROM可用于自定义系统启动时钟。该器件还具有出厂默认的ROM配置文件作为后备选项。

特性

• 基于超低抖动 BAW VCO 的以太网时钟
  • 625MHz时为13fs典型RMS抖动，采用4MHz一阶高通滤波器（HPF）
  • 312.5MHz时为24fs典型RMS抖动，4MHz一阶HPF
  • 312.5MHz时典型值为42fs/最大RMS抖动为60fs
  • 156.25MHz时47fs（典型值）/65fs（最大RMS抖动）
• 三个高性能数字锁相环 （DPLL），带有配对的模拟锁相环 （APLL）
  • 1mHz至4kHz的可编程DPLL环路带宽
  • < 1ppt DCO调频步长
• 四个差分或单端 DPLL 输入
  • 1Hz （1PPS） 至 800MHz 输入频率
  • 数字保持和无中断开关
• 14 个差分输出，具有可编程 HSDS、AC-LVPECL、LVDS 和 HSCL 格式
  • 当配置在OUT[1：0]_P/N、GPIO1和GPIO2上配置6个LVCMOS频率输出时，多达18个总频率输出，在OUT[13：2]_P/N上配置12个差分输出
  • 1Hz （1PPS） 至 1250MHz 输出频率，具有可编程摆幅和共模
  • 符合 PCIe Gen 1 至 6 标准
• I2C、3 线 SPI 或 4 线 SPI
• –40°C 至 85°C 工作温度

参数

‌1. 产品概述‌
LMK5B33414是德州仪器（TI）推出的高性能网络同步器和抖动清除器，专为以太网基础网络应用设计，支持ITU-T G.8273.2 Class D标准（时序精度<5ns）。核心特性包括：

• ‌超低抖动BAW VCO‌：支持13fs典型RMS抖动（625MHz，4MHz高通滤波）。
• ‌多锁相环架构‌：集成3个数字锁相环（DPLL）和3个模拟锁相环（APLL），支持无中断切换和可编程带宽（1mHz至4kHz）。
• ‌输入/输出灵活性‌：4路差分/单端输入（1Hz至800MHz），14路差分输出（1Hz至1250MHz），支持HSDS、LVDS、HCSL等多种格式。

‌2. 关键特性‌

• ‌时钟性能‌：
  • BAW APLL输出典型抖动：42fs（312.5MHz）、47fs（156.25MHz）。
  • 支持PCIe Gen 1-6兼容时钟，满足高速SerDes需求。
• ‌应用场景‌：
  • 有线网络（数据中心交换机、核心路由器）、同步以太网（SyncE）、IEEE-1588 PTP二级时钟、光传输网络（OTN）。
• ‌可编程性‌：通过I2C/SPI接口配置，内置EEPROM存储自定义启动配置。

‌3. 功能模块‌

• ‌输入模块‌：支持GPS、PHY恢复时钟等参考源，自动验证输入信号并触发无中断切换。
• ‌输出模块‌：
  • 14路差分输出，可配置为18路频率输出（含6路LVCMOS）。
  • 支持零延迟模式（ZDM），精确控制输入输出相位关系。
• ‌电源管理‌：多电压域设计（3.3V核心/输出供电），优化噪声抑制性能。

‌4. 封装与规格‌

• ‌封装‌：64引脚VQFN（9mm×9mm）。
• ‌工作条件‌：-40°C至85°C，3.3V±10%供电。
• ‌典型功耗‌：710mA（全输出启用，312.5MHz LVDS模式）。

‌5. 典型应用框图‌

• 集成于网络设备时序卡，为SoC/ASIC、FPGA、PCIe提供低抖动时钟，支持多域同步（如CPU参考时钟、PTP伺服时钟）。

‌6. 文档结构‌

• 包含特性、引脚定义、电气规格、时序图、典型性能曲线及设计指南，覆盖硬件配置、布局建议和寄存器编程细节。