在典型應(yīng)用中,TI 建議執(zhí)行以下步驟:
- 使用 TICS Pro 編程軟件中的 LMK5B12204 GUI 執(zhí)行分步設(shè)計(jì)流程,輸入設(shè)計(jì)參數(shù),計(jì)算每個(gè) PLL 域的頻率計(jì)劃,并為所需配置生成寄存器設(shè)置??梢詫?dǎo)出寄存器設(shè)置(以十六進(jìn)制格式)來(lái)實(shí)現(xiàn)主機(jī)編程或工廠預(yù)編程。
- 如果使用通用(非定制)器件,主機(jī)器件可在上電后通過(guò)串行接口對(duì)寄存器設(shè)置進(jìn)行編程,并發(fā)出軟復(fù)位(通過(guò) RESET_SW 位)來(lái)啟動(dòng)器件。主機(jī)還可以將設(shè)置存儲(chǔ)到 EEPROM 中,以便在后續(xù)上電復(fù)位周期中可以使用這些寄存器設(shè)置來(lái)自動(dòng)啟動(dòng)。
- 將 HW_SW_CTRL 引腳接地來(lái)選擇 EEPROM+I2C 模式,或通過(guò)弱內(nèi)部電阻器或外部電阻器將引腳偏置到 VIM 來(lái)選擇 EEPROM+SPI 模式。確定用于控制和狀態(tài)功能的邏輯 I/O 引腳分配。有關(guān)更多信息,請(qǐng)參閱HW_SW_CTRL 引腳功能。
- 使用適當(dāng)?shù)?I/O 方向和電壓電平將 I2C/SPI 和邏輯 I/O 引腳(1.8V 兼容電平)連接到主機(jī)器件引腳。
- 有關(guān)更多信息,請(qǐng)按照振蕩器輸入 (XO_P/N) 選擇 XO 頻率。
- 選擇一個(gè) XO,其目標(biāo)相位抖動(dòng)性能應(yīng)符合自由運(yùn)行或保持期間輸出時(shí)鐘所需的頻率穩(wěn)定性和精度要求。
- 對(duì)于 3.3V LVCMOS 驅(qū)動(dòng)器,請(qǐng)按照節(jié) 8.3.3 中的 OSC 時(shí)鐘接口示例操作。通過(guò)低噪聲 LDO 穩(wěn)壓器為 OSC 供電,或優(yōu)化電源濾波以避免電源噪聲引起的 XO 時(shí)鐘抖動(dòng)。
- TICS Pro:配置 XO 輸入緩沖器模式來(lái)匹配 XO 驅(qū)動(dòng)器接口要求。有關(guān)更多信息,請(qǐng)參閱表 8-1。
- 為原理圖中的每個(gè) PLL 域連接時(shí)鐘 I/O,并使用 TICS Pro 按如下方式配置器件設(shè)置:
- 基準(zhǔn)輸入:按照圖 9-4 或時(shí)鐘輸入連接和端接 中的 LVCMOS 或差分時(shí)鐘輸入接口示例進(jìn)行操作。
- TICS Pro:對(duì)于 DPLL 模式,配置基準(zhǔn)輸入緩沖器模式以匹配基準(zhǔn)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器接口要求。有關(guān)更多信息,請(qǐng)參閱表 8-2。
- 啟用振幅監(jiān)控時(shí),在輸入頻率低于 5MHz 的情況下使用 LVCMOS 時(shí)鐘輸入。
- TICS Pro:對(duì)于 DPLL 模式,配置 DPLL 輸入選擇模式和輸入優(yōu)先級(jí)。有關(guān)更多信息,請(qǐng)參閱基準(zhǔn)輸入多路復(fù)用器選擇。
- TICS Pro:如果使用 APLL2,則配置 VCO1 域(級(jí)聯(lián) APLL2)或 XO 時(shí)鐘(非級(jí)聯(lián) APLL2)的 APLL2 基準(zhǔn)。
- TICS Pro:為每個(gè)輸出配置所需的時(shí)鐘頻率和 PLL 域。TICS Pro 可以計(jì)算 PLL 和輸出的 VCO 頻率和分頻器設(shè)置。為更大限度減少串?dāng)_和雜散,請(qǐng)考慮以下輸出時(shí)鐘分配指南:
- 對(duì)于 PLL1 時(shí)鐘,優(yōu)先選擇 OUT[0:1] 組。
- 對(duì)于 PLL2 時(shí)鐘,優(yōu)先選擇 OUT[2:3] 組。
- 將相鄰?fù)ǖ郎舷嗤妮敵鲱l率(或諧波頻率)分組,。
- 當(dāng)兩個(gè)頻率之差 |fOUTx – fOUTy| 處于抖動(dòng)積分帶寬范圍(例如,12kHz 至 20MHz)內(nèi)時(shí),分離時(shí)鐘輸出。為盡可能減少潛在耦合,作為潛在干擾源的任何輸出都必須至少由四個(gè)靜態(tài)引腳(電源引腳、邏輯引腳或禁用輸出引腳)進(jìn)行分離。如有可能,請(qǐng)將這些時(shí)鐘放置在相對(duì)的輸出組上來(lái)分離這些時(shí)鐘,這些輸出組位于芯片的對(duì)側(cè)以實(shí)現(xiàn)更好的隔離。
- 避免任何 LVCMOS 輸出(強(qiáng)干擾源),或?qū)⑵渑c其他抖動(dòng)敏感型差分輸出時(shí)鐘進(jìn)行隔離。如果需要 LVCMOS 輸出,請(qǐng)使用雙通道互補(bǔ) LVCMOS 模式(+/- 或 -/+),并將未使用的 LVCMOS 輸出保持懸空且無(wú)任何布線(xiàn)。
- 如果應(yīng)用中未使用所有的輸出對(duì),請(qǐng)考慮將未使用的輸出連接到一對(duì)射頻同軸測(cè)試結(jié)構(gòu)以進(jìn)行測(cè)試(例如 SMA、SMP 端口)。
- TICS Pro:配置輸出驅(qū)動(dòng)器。
- 配置輸出驅(qū)動(dòng)器模式以匹配接收器時(shí)鐘輸入接口要求。有關(guān)更多信息,請(qǐng)參閱表 8-9。
- 配置需要同步輸出相位的任何輸出 SYNC 組。有關(guān)更多信息,請(qǐng)參閱輸出同步 (SYNC)。
- 配置輸出自動(dòng)靜音模式、輸出靜音電平以及 APLL 和 DPLL 靜音選項(xiàng)。有關(guān)更多信息,請(qǐng)參閱LOL 期間輸出自動(dòng)靜音。
- 時(shí)鐘輸出接口:按照圖 9-4 或時(shí)鐘輸出連接和端接 中的單端或差分時(shí)鐘輸出接口示例進(jìn)行操作。
- 差分輸出必須在接收器輸入端進(jìn)行交流耦合、端接和偏置。
- 除非通過(guò)編程啟用內(nèi)部源端接,否則 HCSL 輸出必須具有到 GND 的 50Ω 端接(在源極或負(fù)載側(cè))。
- LVCMOS 輸出具有內(nèi)部源端接,可直接驅(qū)動(dòng) 50Ω 布線(xiàn)。LVCMOS VOH 電平由 VDDO 電壓 (1.8V) 確定。
- TICS Pro:配置 DPLL 環(huán)路帶寬。
- 在環(huán)路帶寬以下,基準(zhǔn)噪聲會(huì)添加到 TDC 本底噪聲和 XO/TCXO/OCXO 噪聲。在環(huán)路帶寬以上,基準(zhǔn)噪聲將以高達(dá) 60dB/十倍頻程的滾降幅度衰減。合適的帶寬取決于基準(zhǔn)輸入和 XO 之間的相對(duì)相位噪聲。APLL1 的環(huán)路帶寬可配置為在超過(guò) APLL1 的帶寬(通常約為 1kHz)時(shí)使基準(zhǔn)輸入、TDC 和 XO 相位噪聲進(jìn)一步衰減。
- TICS Pro:配置最大 TDC 頻率以根據(jù)所需的用例優(yōu)化 DPLL TDC 噪聲貢獻(xiàn)。
- 有線(xiàn):最大 TDC 速率預(yù)設(shè)為 400kHz。這種情況下可以使用窄環(huán)路帶寬 (≤10Hz) 和 TCXO/OCXO/XO 來(lái)設(shè)置頻率穩(wěn)定性和漂移性能,從而支持 SyncE 和其他用例。
- 無(wú)線(xiàn):最大 TDC 速率預(yù)設(shè)為 26MHz 以實(shí)現(xiàn)最低的帶內(nèi) TDC 噪聲貢獻(xiàn)。這種情況下支持無(wú)線(xiàn)用例以及近端相位噪聲至關(guān)重要的其他用例。
- 定制:最大 TDC 速率可以指定為不超過(guò) 26MHz 的任何值。
- TICS Pro:如果需要時(shí)鐘控制(例如 IEEE 1588 PTP),請(qǐng)為 DPLL 環(huán)路啟用 DCO 模式并輸入頻率步長(zhǎng)(以 ppb 為單位)。FDEV 步長(zhǎng)寄存器根據(jù)DCO 頻率步長(zhǎng) 進(jìn)行計(jì)算。如果需要,在 GPIO 引腳上啟用 FINC/FDEC 引腳控制。
- TICS Pro:為每個(gè)基準(zhǔn)輸入配置基準(zhǔn)輸入監(jiān)控選項(xiàng)。當(dāng)不需要監(jiān)控器或輸入超出監(jiān)控器支持的頻率范圍運(yùn)行時(shí),禁用監(jiān)控器。有關(guān)更多信息,請(qǐng)參閱基準(zhǔn)輸入監(jiān)控。
- 振幅監(jiān)控器:設(shè)置 LVCMOS 檢測(cè)到的壓擺率邊沿或差分輸入振幅閾值,從而監(jiān)控輸入信號(hào)質(zhì)量。禁用低于 5MHz 差分輸入的監(jiān)控器,或使用 LVCMOS 輸入時(shí)鐘。
- 漏脈沖監(jiān)控器:設(shè)置延遲窗口閾值 (TLATE) 以允許最長(zhǎng)的預(yù)期輸入時(shí)鐘周期,包括最壞情況下的周期間抖動(dòng)。對(duì)于間隙時(shí)鐘輸入,根據(jù)允許的漏時(shí)鐘脈沖數(shù)設(shè)置 TLATE。
- 矮脈沖監(jiān)控器:設(shè)置早期窗口閾值 (TEARLY) 以允許最短的預(yù)期輸入時(shí)鐘周期,包括最壞情況下的周期間抖動(dòng)。
- 驗(yàn)證計(jì)時(shí)器:設(shè)置在輸入對(duì)選擇有效之前,必須由所有已啟用的輸入監(jiān)控器對(duì)基準(zhǔn)輸入進(jìn)行驗(yàn)證的時(shí)長(zhǎng)。
- TICS Pro:為每個(gè)通道配置 DPLL 鎖定檢測(cè)和調(diào)優(yōu)字歷史記錄監(jiān)控選項(xiàng)。請(qǐng)參閱PLL 鎖定檢測(cè)器 和調(diào)優(yōu)字歷史記錄,了解更多信息。
- DPLL 調(diào)優(yōu)字歷史記錄:設(shè)置歷史計(jì)數(shù)/平均時(shí)間 (TAVG)、歷史延遲/忽略時(shí)間 (TIGN) 和中間平均選項(xiàng)。
- DPLL 頻鎖和相鎖檢測(cè)器:設(shè)置每個(gè)檢測(cè)器的鎖定閾值和解鎖閾值。
- TICS Pro:根據(jù)需要配置每個(gè)狀態(tài)輸出引腳和中斷標(biāo)志。請(qǐng)參閱狀態(tài)輸出 和中斷,了解更多信息。
- 選擇所需的狀態(tài)信號(hào)選項(xiàng)、狀態(tài)極性和驅(qū)動(dòng)器模式(3.3V LVCMOS 或開(kāi)漏)。開(kāi)漏需要外部上拉電阻。
- 如果中斷已啟用并被選為狀態(tài)輸出,請(qǐng)根據(jù)需要配置任何中斷源的標(biāo)志極性和屏蔽位以及組合與/或門(mén)。
- 考慮以下電源設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:
- 具有相同頻率或整數(shù)相關(guān)(諧波)頻率的輸出可以共享公共的濾波電源。
- 示例:OUT[0] 和 OUT[1] 上的 156.25MHz 和 312.5MHz 輸出可以共享經(jīng)過(guò)濾波的 VDDO 電源(組 1),而 OUT[2:3] 上的 100MHz、50MHz 和/或 25MHz 輸出可以共享單獨(dú)的 VDDO 電源(組 2)。
- 為了實(shí)現(xiàn)最低功耗,AC-DIFF 或 HCSL 輸出可以由 1.8V 電源供電,輸出擺幅或相位噪聲不會(huì)降低(與 2.5V 或 3.3V 相比)。
- 1.8V LVCMOS 輸出必須由 1.8V 電源供電。
- 請(qǐng)參閱電源軌時(shí)序、電源斜升速率和混合電源域。