9FGL02x1/04x1/06x1/08x1D：PCIe时钟发生器的卓越之选

在当今高速发展的电子科技领域，PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）技术凭借其高速数据传输和低延迟的特性，成为了众多应用的核心。而PCIe时钟发生器作为确保PCIe系统稳定运行的关键组件，其性能的优劣直接影响着整个系统的表现。今天，我们就来深入了解一下Renesas的9FGL02x1/04x1/06x1/08x1D系列3.3V PCIe Gen1 - 5时钟发生器。

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一、产品概述

9FGL02x1/04x1/06x1/08x1D是Renesas推出的一系列3.3V PCIe Gen1 - 5时钟发生器，具有2、4、6和8输出版本可供选择。每个差分输出都有一个专用的OE#引脚，支持PCIe CLKREQ#功能，为PCIe系统提供了灵活且可靠的时钟解决方案。

1.1 应用领域广泛

该系列时钟发生器适用于多种应用场景，包括服务器/高性能计算、nVME存储、网络、加速器和工业控制等。这些领域对时钟信号的稳定性和精度要求极高，而9FGL02x1/04x1/06x1/08x1D凭借其出色的性能，能够满足这些严格的要求。

1.2 输出特性丰富

• PCIe输出对：提供2、4、6或8个100MHz的PCIe输出对，满足不同系统的时钟需求。
• REF输出：配备一个3.3V LVCMOS REF输出，支持Wake - OnLAN（WOL）功能，方便系统在待机状态下仍能保持一定的通信能力。

1.3 关键规格出色

• 低抖动：典型抖动仅为90fs RMS（PCIe Gen5 CC），差分输出的周期到周期抖动小于50ps，输出到输出的偏移小于50ps，确保了时钟信号的稳定性和准确性。
• 零合成误差：差分输出的合成误差为±0ppm，保证了时钟信号的高精度。

1.4 功能特点突出

• 集成终端：为100Ω和85Ω系统集成了终端，每个输出可节省4个电阻，简化了电路设计。
• 低功耗：典型功耗为112 - 206mW（在3.3V时），9FGL06和9FGL08型号在可选的1.05V VDDIO轨下可节省35%的功耗。
• 默认配置：设备包含默认配置，无需SMBus，降低了系统的复杂性。
• 可配置性：通过SMBus可选择输入极性、上拉/下拉、输出摆率、幅度和输出阻抗等功能，满足不同客户的个性化需求。

二、引脚信息

不同型号的9FGL02x1/04x1/06x1/08x1D具有不同的引脚分配和封装形式，具体如下：

• 9FGL02x1D：采用24 - VFQFPN封装，4 x 4mm，0.5mm间距。
• 9FGL04x1D：采用32 - VFQFPN封装，5 x 5mm，0.5mm间距。
• 9FGL06x1D：采用40 - VFQFPN封装，5 x 5mm，0.4mm间距。
• 9FGL08x1D：采用48 - VFQFPN封装，6 x 6mm，0.4mm间距。

每个引脚都有其特定的功能，如输入、输出、接地等，详细的引脚描述可参考数据表中的表格。同时，通过^、v、^v前缀分别表示内部120kOhm上拉电阻、下拉电阻和上拉下拉电阻，方便工程师进行电路设计。

三、规格参数

3.1 绝对最大额定值

在使用9FGL02x1/04x1/06x1/08x1D时，需要注意其绝对最大额定值，如电源电压、输入电压、存储温度、结温等。超出这些额定值可能会导致设备永久性损坏，因此在设计过程中必须严格遵守。

3.2 热特性

不同型号的热特性有所差异，如热阻等参数。了解这些热特性有助于工程师合理设计散热方案，确保设备在不同环境下的稳定运行。

3.3 电气规格

包括SMBus参数、输入/电源/通用参数、差分低功耗HCSL输出参数等。这些参数详细描述了设备在正常工作条件下的电气性能，如输入输出电压、电流、频率、抖动等，为工程师进行电路设计和性能评估提供了重要依据。

四、电源管理

该系列时钟发生器的电源管理功能通过CKPWRGD_PD#、SMBus OE位和OEx#Pin等控制信号实现，可对差分输出和REF输出进行灵活控制，实现不同的工作模式，如运行、禁用和低功耗模式等。同时，通过SMBus地址选择功能，可设置不同的SMBus地址，方便系统进行通信和配置。

五、测试负载和替代终端

为了准确测试9FGL02x1/04x1/06x1/08x1D的性能，需要使用特定的测试负载，如单端输出测试负载、AC/DC测量测试负载和PCIe时钟相位抖动测量测试负载等。此外，该系列时钟发生器还可以轻松驱动LVPECL、LVDS和CML逻辑，具体可参考“AN - 891 Driving LVPECL, LVDS, and CML Logic with “Universal” Low - Power HCSL Outputs”文档。

六、晶体特性

推荐使用特定频率（25MHz）、共振模式（基波）、频率容差（±20ppm最大）等特性的晶体，以确保设备的稳定运行。同时，当通过XIN/CLKIN_25引脚由外部振荡器驱动时，X2应处于浮空状态。

七、SMBus串行接口信息

SMBus串行接口提供了一种方便的方式来配置和控制9FGL02x1/04x1/06x1/08x1D。通过特定的写入和读取操作流程，可对设备的各种功能进行设置和读取，如输出使能、扩频控制、输出幅度控制等。详细的操作流程和寄存器功能可参考数据表中的相关表格。

八、封装和标记

不同型号的9FGL02x1/04x1/06x1/08x1D具有不同的封装形式，如24 - VFQFPN、32 - VFQFPN、40 - VFQFPN和48 - VFQFPN等。同时，每个型号都有其特定的标记图，用于标识批次号、生产日期、原产国等信息，方便生产管理和质量追溯。

九、订购信息

根据时钟输出数量、输出阻抗等不同需求，可选择不同的产品型号进行订购。同时，还提供了不同的温度范围和载体类型供选择，以满足不同应用场景的要求。

总结

9FGL02x1/04x1/06x1/08x1D系列3.3V PCIe Gen1 - 5时钟发生器凭借其丰富的输出特性、出色的关键规格、突出的功能特点和灵活的配置方式，为PCIe系统提供了一个优秀的时钟解决方案。无论是在高性能计算、存储还是网络等领域，该系列时钟发生器都能够发挥其重要作用，帮助工程师设计出更加稳定、高效的系统。在实际应用中，工程师需要根据具体的系统需求，合理选择产品型号，并严格按照规格参数进行电路设计和测试，以确保系统的性能和可靠性。你在使用类似时钟发生器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。