통신 및 임베디드 컴퓨팅 시스템의 지터 및 비용 최소화, 최대 250MHz의 가격에 민감한 애플리케이션에 유동적 주파수 타이밍 솔루션 제공

세계적인 고성능 아날로그 집약적 혼합 신호 IC 전문기업인 실리콘 래버러토리스는 크리스털오실레이터(XO) 및 전압 제어 크리스털오실레이터(VCXO) 제품군(Si51x XO/VCXO)을 출시했다고 밝혔다. 이 제품군은 최대 250MHz까지 가격에 민감하면서도 고성능을 갖춘 다양한 종류의 애플리케이션에서 지터, 시스템 비용 및 설계 복잡도를 최소화하도록 설계되었다.
신제품 Si51x XO/VCXO 제품군은 네트워킹, 통신, 스토리지, 서버, 임베디드 컴퓨팅 및 방송 비디오 시스템을 위한 동급 최고의 주파수 유연성을 제공하며, FPGA, SerDes(serializer/deserializer) 및 멀티레이트 클럭킹(multi-rate clocking) 애플리케이션에도 활용될 수 있다.
실리콘랩의 유동적 주파수 크리스털 오실레이터 포트폴리오의 최신 제품군인 Si51x는 공간 절약형 3.2mm×5mm의 패키지에 I2C 프로그래밍이 가능하고 지터가 낮은 업계 최초의 XO와 더불어 듀얼 주파수 XO/VCXO를 통합했다.
Si51x 제품군은 뛰어난 주파수 유연성과 파워 서플라이 잡음 제거 성능을 제공하며, 고정 주파수 XO 및 SAW(surface acoustic wave) 오실레이터와 드롭인(drop-in) 호환이 가능하다. 전 주파수 범위에서 0.8ps(picoseconds) rms의 지터 성능이 특징인 Si51x XO/VCXO는 생산 단계에서 프로그래밍되는 기존 오실레이터에 비해 최대 2.5배 낮은 지터 성능을 제공한다.
Si51x XO/VCXO는 26ppt(parts per trillion) 주파수 프로그래밍 해상도와 더불어 100kHz~250MHz 주파수 범위에서 주파수 생성을 위해 실리콘랩의 DSPLL® 특허 기술이 적용됐다. 각 주파수에 대해 고유의 크리스털이나 SAW 공진기가 필요한 기존의 크리스털 및 SAW 오실레이터와는 달리 Si51x 디바이스는 단일 저주파수 크리스털과 DSPLL 클럭 IC를 함께 사용할 수 있다.
특정 디바이스 설정은 아웃고잉 테스트(outgoing test) 중에 프로그래밍 된다. 이러한 효율적인 대량 맞춤화식 접근 방법을 통해 새로운 주파수를 위한 개별 크리스털 맞춤화가 필요 없어 납기 기간을 최소화할 수 있다. 실리콘랩은 수요 증가에 신속하게 대응 가능하기 때문에 결과적으로 고객은 재고 보유 수준을 낮추고 관련 비용을 줄일 수 있다. 모든 Si51x 제품은 공통적인 제조 과정을 통해 생산되므로 높은 신뢰성과 품질을 유지한다.
실리콘랩의 Si512/3 듀얼 주파수 XO는 네트워킹, 방송용 비디오를 비롯해 멀티레이트 SerDes 디바이스 및 FPGA를 사용하는 기타 애플리케이션에서 2개의 개별 XO와 멀티플렉서를 대체할 수 있다. I2C 프로그래밍이 가능한 Si514 XO는 로컬 클럭 생성을 위해 외부 크리스털이 필요한 클럭 생성기 대신 사용될 수 있으며, Si514의 내부 크리스털 사용을 통해 더욱 엄격하고 보장된 안정성을 제공함과 동시에 설계를 간소화한다.
또한 Si514는 일반적으로 클럭 동기화를 위해 DAC(digital-to-analog converter)와 VCXO를 사용하는 디지털 PLL과 DDS(direct digital synthesis) 클럭 IC를 대체할 수 있다. Si514는 어떠한 주파수라도 시스템 내부적으로 재프로그래밍이 가능해 프로토타입 생성을 위한 다양한 선택권을 제공한다.
Si51x XO/VCXO는 광범위한 전압 옵션(1.8, 2.5, 3.3 V) 및 출력 포맷(LVPECL, LVDS, CMOS, HCSL)을 지원, 다양한 주파수, 포맷 및 파워 서플라이 전압을 요구하는 애플리케이션에 이상적이다. 모든 Si51x 디바이스는 온칩 전압 레귤레이션을 포함하여 클럭 지터에서 시스템 수준 파워 서플라이 잡음의 영향을 최소화하며, 잡음이 심한 시스템 환경에서도 1ps rms 이하의 지터 성능을 유지한다.
이러한 내잡음성은 엄격하게 레귤레이트 된 스위치 모드(switched mode) 파워 서플라이에 의존하는 FPGA기반 시스템에 유용하다. Si51x XO/VCXO는 디바이스 내부에서 파워 서플라이 잡음 필터링이 가능하기 때문에 파워 서플라이 필터링을 위한 별도의 LDO(low drop-out regulators)를 사용할 필요 없이 FPGA 옆에 바로 실장될 수 있다.
실리콘랩의 마이크 페트로브스키(Mike Petrowski) 타이밍 제품군 총괄 매니저는 “실리콘랩의 새로운 Si51x XO/VCXO 제품군은 낮은 지터 성능, 주파수 회피(frequency agility), 높은 신뢰성 및 소형 풋프린트와 같이 고성능 클럭킹 애플리케이션을 위한 주요 특징을 모두 제공한다.”며 “실리콘랩은 효율적인 제조 과정과 함께 디바이스의 맞춤화 및 프로그래밍 기능과 같은 특징을 바탕으로 어떠한 주파수대(any-frequency)의 Si51x XO/VCXO라도 짧고 신뢰할 수 있는 납기 기간 내에 제공할 수 있으며, 이를 통해 제품 설계 사이클를 가속화하고 공급 체인을 간소화할 수 있다.”고 밝혔다.
Si510/511 단일 주파수 XO의 가격은 주문 옵션에 따라 1만 개 기준으로 개당 2.10달러~3.69달러 범위이다. I2C 프로그래밍 기능의 Si514 XO 제품 가격은 1만 개 기준으로 개당 2.71달러~10.23달러이다. Si5XX-PROG-EVB 개발 키트는 125달러이며, I2C 프로그래밍 기능의 XO/VCXO를 평가하는데 지금 바로 이용할 수 있다. Si5XX-EVB는 45달러이며, 단일 및 듀얼 주파수 XO/VCXO 평가에 사용할 수 있다. 상세 정보는 www.silabs.com/pr/timing 참조.