DS3112發送時鐘的時鐘速率和頻率容差

DS3112具有六種不同的發送時鐘和六種不同的接收時鐘類型：發送DS3、DS2、DS1、E3、E2和E1時鐘，以及接收DS3、DS2、DS1、E3、E2和E1時鐘。由于電路中同一級的時鐘具有相似的特性，因此時鐘將成對描述為DS3（E3）、DS2（E2）和DS1（E1）。本應用筆記闡明了發送時鐘的頻率容差、發送和接收時鐘速率能力以及DS1/E1發送和接收時鐘接口的詳細信息。

DS3112具有六種不同的發射時鐘和六種不同的接收時鐘類型：發送DS3、DS2、DS1、E3、E2和E1時鐘，接收DS3、DS2、DS1、E3、E2和E1時鐘。由于電路中同一級的時鐘具有相似的特性，因此時鐘將成對描述為DS3（E3）、DS2（E2）和DS1（E1）。

本應用筆記闡明了發送時鐘的頻率容差、發送和接收時鐘速率能力以及DS1/E1發送和接收時鐘接口的詳細信息。

傳輸時鐘

在發射端，DS3（E3）時鐘和DS1（E1）時鐘由輸入引腳派生，但DS2（E2）時鐘頻率是DS3（E3）時鐘頻率的一小部分。出于設計原因，分數將表示為整數比率，這取決于設備的模式。DS1（E1）時鐘可以容忍基于DS3（E3）時鐘頻率和器件模式的頻率范圍。

DS1（E1）和DS2（E2）時鐘頻率可以獨立于DS3（E3）時鐘頻率而變化。此更改通過使用 DS2（E2） 和 DS3（E3） 成幀開銷的功能（稱為填充）來實現。幀結構中有一些保留的填充位，可用于有效負載數據或不用于有效負載數據，具體取決于開銷中使填充控制代碼的 C 位的值。但在“DS3 C 位奇偶校驗”模式下，C 位用于額外的信號傳輸，填充速率設置為 100% 填充的固定值，其中填充位從不用于數據。

圖1.傳輸時鐘圖。

DS2（E2）發送時鐘基于固定的速率得出，具體取決于器件的模式。填充速率表示為填充位未用于發送有效負載數據的次數與填充機會總數的比率。比率越高，有效載荷的有效時鐘頻率越低。確定DS2（E2）頻率的公式如下：

DS2 頻率 = （672 - 填充速率） / 4760 × DS3 頻率

672 是 DS2 幀中 DS3 有效負載位數。

4760是DS3幀中的總位數。

E2 頻率 = （378 - 填充速率） / 1536 × E3 頻率

378 是 E2 幀中 E3 有效載荷位數。

1536 是 E3 幀中的總位數。

DS3112采用固定填充速率設計，根據器件的模式產生固定頻率。下表列出了使用精確DS2（E2）頻率的固定速率和由此產生的DS3（E3）頻率。

使用固定填充的最小和最大DS2（E2）時鐘頻率可以使用最小和最大DS3（E3）時鐘頻率（±20ppm）計算。結果如下表所示。

參考簡單的發送時鐘圖，當FIFO超過一半滿時，DS1（E1）端口將使用DS2（E2）幀中的填充位發送額外的數據位。FIFO使用內部DS1（E1）時鐘清空，該時鐘由FIFO與外部DS1（E1）時鐘解耦。平均而言，內部時鐘與外部時鐘的頻率相同，因為FIFO中的電平用于生成內部時鐘，使FIFO接近半滿。輸入DS1（E1）時鐘可能有很多抖動，并且可能突發。

DS1（E1）時鐘頻率的最大范圍由填充量決定。填充比可以從0%到100%。DS1（E1）最大和最小頻率的確定公式如下：

通過將DS1（E1）填充速率設置為2%和2%，可以使用最小和最大DS1（E1）時鐘頻率傳輸絕對最小和最大DS0（E100）時鐘頻率。結果如下表所示：

實際的最小和最大DS1（E1）時鐘頻率與最小和最大DS2（E2）時鐘頻率相反，因此最大DS1（E1）時鐘頻率由最小DS2（E2）時鐘頻率設置，填充率為0%。結果如下表所示：

DS1（E1） 輸入時鐘

DS3112使用DS1（E1）時鐘對DS3（E3）輸入時鐘進行采樣，并檢測用于使能內部高速系統時鐘的低到高轉換，持續一個時鐘周期。這種采樣消除了芯片中不必要的時鐘域。在DS1（E1）時鐘輸入端檢測到低至高邊沿后，由高速系統時鐘對相關的DS1（E1）數據進行采樣。

圖2.DS1（E1） 輸入時鐘采樣。

接收時鐘

在接收端，提供DS3（E3）時鐘，DS2（E2）和DS1（E1）時鐘頻率基于嵌入在開銷中的C位填充碼從中派生。DS1（E1）時鐘是使用每個DS1（E1）端口的DLL生成的?？梢赃x擇使用外部公共接收DS1（E1）時鐘，但這超出了本應用筆記的范圍。DS3（E3）、DS2（E2）和DS1（E1）時鐘頻率與在源端傳輸的時鐘頻率完全相同。16至28個DS1（E1）發射時鐘中的每一個都可以不同，每個時鐘頻率將在信號被解多的接收器上重新創建。

圖3.接收時鐘圖。

DS2（E2） 內部時鐘

為發送時鐘給出的時鐘頻率公式也適用于接收時鐘。DS2（E2）時鐘由生成格式的設備決定。盡管它們的公差應為 ±30ppm，但根據 0% 至 100% 的填充率，它們可能處于極端狀態。請注意，DS2 最小頻率與 DS2 C 位模式下的 DS3 頻率相同。下表列出了基于DS2（E2）最小和最大頻率以及3%和3%填充率的絕對最壞情況DS0（E100）內部時鐘：

DS1（E1） 內部時鐘

DS1（E1）時鐘源自DS2（E2）時鐘和DS2（E2）中的C位代碼 開銷。絕對最壞情況下的DS1（E1）時鐘，可用于將數據放入接收FIFO 基于絕對最壞情況下的DS2（E2）時鐘以及0%和100%填充，下表列出了這些填充物：

下表列出了基于DS1（E1）行業規定的時鐘頻率范圍±2ppm以及2%和30%的填充速率，內部DS0（E100）時鐘范圍：

DS1（E1）輸出時鐘

DS1（E1）輸出時鐘通過將DS3（E3）時鐘除以兩個可能的整數之一來創建。DS1 時鐘的除數為 29 和 28，E1 的除數為 17 和 16，G.747 的除數為 22 和 21。根據 FIFO 是超過一半還是小于一半滿來選擇其中一個除數。當FIFO超過一半滿時，較小的除數用于更快地清空FIFO。DS1（E1）輸出時鐘將在兩個頻率之間切換，以重新創建發送器的平均時鐘頻率。

圖4.DS1 DLL。

DS1（E1）時鐘速率從以下頻率切換：

引用

審核編輯：郭婷