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TI首次將BAW技術(shù)應用于集成時鐘功能,可從根本上提升時鐘性能和運行速度

2025China.cn   2019年03月28日

  過去,BAW諧振器技術(shù)常被用于過濾諸如智能電話之類的通信技術(shù)中的信號。在業(yè)內(nèi),TI首次將這項技術(shù)用于集成時鐘功能。

  2019年2月28日,德州儀器(TI)半導體事業(yè)部中國業(yè)務發(fā)展總監(jiān)吳健鴻召開發(fā)布會,宣布推出基于體聲波(BAW)技術(shù)的全新嵌入式處理器和模擬芯片。發(fā)布會上,吳健鴻還展示了兩款基于TI BAW開發(fā)出的設備,分別是CC2652RB SimpleLink?無線微控制器(MCU)與LMK05318網(wǎng)絡同步器時鐘。

  BAW具有體積小、設計容易以及可靠性高的特點

  隨著5G通信和大數(shù)據(jù)時代的到來,全球系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸速度日益加快,高精度時鐘變得愈發(fā)重要。傳統(tǒng)石英制作的時鐘產(chǎn)品設計難度高,晶體磨損后還會影響時鐘信號的穩(wěn)定性,而基于BAW技術(shù)的時鐘產(chǎn)品具有體積小、設計容易和穩(wěn)定性高的特點,能從根本上提升內(nèi)部時鐘的性能和應用運行速度。

  BAW,中文名叫體聲波,即微型諧振器技術(shù),這個技術(shù)可以放在不同的IC里。BAW本身不是一個產(chǎn)品,是個技術(shù),這個技術(shù)可以用在很多不同的產(chǎn)品中。只要產(chǎn)品設計里需要牽涉到時鐘而且是那種相對復雜的時鐘時,BAW的技術(shù)就可以用到。

  BAW芯片以硅為原材料,相對容易整合到產(chǎn)品中,這也是BAW技術(shù)之所以重要的原因。采用BAW技術(shù)制作的時鐘可以放在IC芯片里,從而能夠降低外界干擾,大幅提高時鐘性能。此外,由于時鐘已經(jīng)整合進IC芯片,PCB的尺寸也能夠相應縮小,設計面積相應增加。

  時鐘是電子系統(tǒng)中重要的組成部分,通過產(chǎn)生信號幫助每個組件同步運行。當工程師在設計這些需要時鐘的產(chǎn)品時,需要考慮材料的生產(chǎn)成本及設計成本。過去幾十年來,設計人員一直使用石英晶體制作時鐘產(chǎn)品,但石英晶體制作的時鐘產(chǎn)品的使用具有局限性。除了生產(chǎn)成本高昂之外,將晶體整合進復雜的電子系統(tǒng)也并不容易。此外,石英晶體出現(xiàn)磨損時,就會抖動或跳變,影響計時的精確性。

  因此,在一些對時鐘要求嚴苛的環(huán)境中,如工業(yè)、汽車應用或通訊設備中,采用以硅為原料的BAW技術(shù)制作的時鐘產(chǎn)品更有優(yōu)勢。

  BAW有一些被應用在工業(yè)或汽車應用中。吳健鴻稱,當PCB板有很大的震動時,晶振其實是很不穩(wěn)定的,因為PCB震動會影響到它的時鐘性能,導致有可能無線訊號出去有一些偏差,導致連接性不好。除此以外,現(xiàn)在通訊設備的數(shù)據(jù)傳輸量很大,所以它對時鐘的要求就會很高,要求時鐘精準達到ps或fs的水平。在這樣的很高要求下,BAW的技術(shù)的應用就會特別好。另外,在網(wǎng)絡路由器、電網(wǎng)基礎(chǔ)設施、工廠、樓宇自動化和醫(yī)療系統(tǒng)中都可以應用BAW技術(shù)。

  基于TI BAW的兩款產(chǎn)品:LMK05318、CC2652RB

  LMK05318是一款應用在有線通訊設備里的時鐘。資料顯示,TI的這款網(wǎng)絡同步器由于配備了BAW諧振器,整個時鐘性能提高了25db,可應用于傳送達到400Gbps輸出量的網(wǎng)絡設備。同時,LMK05318在切換時鐘時相位突變典型只有正負50bps,在輸出量為400Gbps的網(wǎng)絡設備中,可以確保切換途中不會丟失數(shù)據(jù)。此外,由于LMK05318是基于BAW技術(shù)開發(fā)出來的,本身具備一定的抗干擾能力,在設計時鐘時就可以減少一部分外圍器件,如Jitter Cleaner時鐘去抖器等。

  CC2652RB是外置晶振MCU,可以支持2.4G通訊標準。作為MCU里第一個用到BAW技術(shù)的,CC2652RB通過直接把BAW放在無線MCU上,能夠使MCU的面積縮小12%。此外,與基于石英晶振設計的無線MCU相比,基于BAW技術(shù)設計的MCU能在外圍省掉晶振,一方面能提升抗干擾能力,更重要的是IC設備有準確、穩(wěn)定的時鐘元,從而直接提升整個產(chǎn)品性能。

  吳健鴻在發(fā)布會上稱,今天講的這兩個產(chǎn)品不代表未來TI只有這兩個產(chǎn)品會用到BAW,BAW本身可以用到很多不同的產(chǎn)品里。可以推測,未來TI將研發(fā)更多基于BAW技術(shù)的產(chǎn)品。

(轉(zhuǎn)載)

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