クロックとタイミング

TI の BAW (バルク弾性波) テクノロジーの採用で、高性能クロック処理ソリューションを使用したシステムを製作可能

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TI の各種クロック処理ソリューションは、バルク弾性波 (BAW)、分周出力デバイダ (分周器)、耐放射線特性テクノロジーの幅広い可能性を活用しており、エンタープライズ、通信、車載、産業用、試験と測定、航空宇宙、防衛の各アプリケーションに対応します。TI の BAW クロック処理ソリューションは、ジッタ要件を上回る高精度とシステム性能の向上を実現し、過酷な環境条件に耐える製品の製作に役立ちます。

カテゴリ別の参照

BAW 共振器テクノロジー

バルク弾性波 (BAW) は、圧電 (ピエゾ) 変換を使用してギガヘルツ単位の周波数を生成する共振器テクノロジーです。

設計と開発に役立つリソース

設計ツール
Clock tree architect プログラミング・ソフトウェア

Clock tree architect はクロック・ツリーの合成ツールであり、開発中システムの要件に基づいてクロック・ツリー・ソリューションを生成する方法で、お客様の設計プロセスの効率化に貢献します。このツールは、多様なクロック供給製品を収録した包括的なデータベースからデータを抽出し、システム・レベルのマルチチップ・クロック供給ソリューションを生成します。

アプリケーション・ソフトウェアとフレームワーク
TICS (テキサス・インスツルメンツのクロックとシンセサイザ) Pro ソフトウェア

TICS (テキサス・インスツルメンツのクロックとシンセサイザ) Pro ソフトウェアを使用すると、接頭辞 (製品型番の先頭部分) が以下のいずれかに該当する製品と組み合わせて、評価基板 (EVM) をプログラム (設定) することができます。CDC、LMK、LMX。これらの製品は、フェーズ・ロック・ループと電圧制御発振器 (PLL+VCO)、シンセサイザ、クロック関連デバイスを搭載しています。

アプリケーション・ソフトウェアとフレームワーク
PLLatinum™ シミュレーション・ツール

PLLATINUMSIM-SW は、開発ユーザーが TI の各種 PLLatinum™ IC の詳細な設計とシミュレーションを行うためのシミュレーション・ツールです。これらの IC は LMX シリーズのフェーズ・ロック・ループ (PLL) とシンセサイザを搭載しています。

TI のクロック / タイミング製品ラインアップの利点

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革新的な技術

TI のクロック製品は、統合型 BAW (バルク弾性波) 共振器テクノロジー、高度な CMOS プロセスと SiGe (シリコン ゲルマニウム) プロセスを採用しており、どの製品も TI の工場での製造品です。

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信頼性を重視して製作済み

BAW テクノロジーは、機械的衝撃や振動などの過酷な環境条件に対する高い復元力を実現し、水晶振動子ベースのソリューションに比べて 100 倍の MTBF (平均故障間隔) を達成します。

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幅広いラインアップ

TI のクロック処理製品ラインアップは、60 年以上にわたる宇宙分野での TI の専門知識を活用したもので、エンタープライズ、テレコム、幅広い産業用機器、試験 / 測定機器、防衛、航空宇宙向けに、マルチソース (複数の出荷元) かつ高性能のソリューションを取り揃えています。

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専用の設計ツールとリソース

TI の Clock Tree Architect ツール、PLLatinum シミュレータ、TICS Pro ツールを活用すると、TI のクロック処理製品の選定、シミュレーション、プログラム (設定) を適切に実施し、設計プロセスを簡素化することができます。

クロック処理アプリケーションの標準的なトレンド

ワイヤレス ベースとイーサネット ベースの各ネットワーク アプリケーションに適した、BAW (バルク弾性波) VCO (電圧制御発振器) 搭載のネットワーク シンクロナイザ

TI の各種ネットワーク シンクロナイザは、ジッタ クリーニング、ワンダー (クロックの位相差や逸脱) の減衰、リファレンス クロック生成、無瞬断切り替え (ヒットレス スイッチング) に関する厳格な要件を満たせる設計を採用しています。ハードウェア ソリューションとともに、IEEE-1588v2 高精度タイム プロトコル (PTP) ソフトウェア スタック、サーボ ループ、デバイス ドライバ、ソース コード、オプションのファームウェアを入手できます。
 
  • 有線ネットワークとワイヤレス ネットワークがターゲット。イーサネット ベースのネットワーク、4G/5G のマクロ基地局、AAS (アクティブ アンテナ システム)、RRU (リモート無線ユニット)、BBU (ベースバンド ユニット) 向けのコア モジュール、スモール セル基地局のワイヤレス通信に適した 56G/112G/224G の PAM-4 SerDes。
  • 業界をリードするタイミング精度と規格準拠。包括的なタイミング サポート、1PPS (Pulse Per Second) 信号の偏差は ±5ns を大幅に下回る値です。部分的なタイミング サポート。PDV (パケット遅延変動) が 230μs を上回る場合、±1μs 未満。PTP (高精度時間プロトコル) のテレコム プロファイル G8275.1 と G.8275.2 に準拠。
アプリケーション・ノート
ITU-T G.8262 Compliance Test Results for the LMK5C33216
ITU-T G.8262 準拠テストのアプリケーション レポート 
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アプリケーション・ノート
ITU-T G.8262 Compliance Test Results for the LMK5C33216
ITU-T G.8262 準拠テストのアプリケーション レポート 
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PTP に関する主な製品
LMK5C33216 アクティブ ワイヤレス通信向け、JESD204B 対応、BAW (バルク弾性波) 搭載、超低ジッタ・クロック・シンクロナイザ
LMK05318B アクティブ BAW (バルク弾性波) 対応、超低ジッタのシングルチャネル・ネットワーク・シンクロナイザ・クロック
LMK5B33216 アクティブ 2.5GHz のバルク弾性波発振器 (BAW VCO) を内蔵し 16 出力、3 個の DPLL と APLL (デジタルとアナログの PLL) を採用したネットワーク・シンクロナイザ

データ・コンバータと FPGA の間で同期インターフェイスの確立を可能にするクロック処理ソリューション

TI は、高性能の RF (無線周波数) PLL (フェーズ・ロック・ループ) とシンセサイザ、JESD204 準拠の高周波クロック・ディストリビューション製品、マルチファンクションのジッタ・クリーナとシンクロナイザで構成された製品ラインアップで、JESD204B と JESD204C アプリケーションのクロック処理要件を満たせる設計を採用しました。
 
  • 位相同期クロックの生成。TI の各種デバイスは、システム リファレンス (SYSREF) クロックの生成、位相同期、出力クロックの位相調整、入力から出力までのゼロ遅延モード、SYSREF のウィンドウ処理などの機能を搭載しており、GHz 単位のクロックと SYSREF の間で高精度のタイミングを実現するのに役立ちます。
  • 超低ノイズ。TI の各種 PLL は、マルチコア VCO (電圧制御発振器)、外部 VCO サポート機能、外部位相検出器サポート機能を搭載しており、最も厳格な位相ノイズ要件を満たすのに役立ちます。
ユーザー・ガイド
How to Phase Synchronize Multiple LMX2820 Devices
LMX2820 を使用して、位相同期の理論や位相同期の制限について説明し、ステップバイステップ・ガイドで同期を設定する方法を提示
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アプリケーション・ノート
LMX1204 Multiplier Clock Distribution Drives Large Phased-Array Systems
位相ノイズの小さいクロックまたは局部発振器 (LO) 信号を多くのチャネルに分配する方法と、3.2 ~ 6.4GHz の出力範囲で動作する内蔵逓倍器を活用する方法について説明します
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技術記事
レーダーと EW (電子戦) の各アプリケーション向け、マルチチャネル RF トランシーバ、低ノイズ クロック処理のリファレンス デザイン
このリファレンス デザインは、LMX2820 と LMK04832 をベースとする JESD204B 準拠の低ノイズ クロックを提示し、複数の AFE7950 を採用しています。

PCIe のクロックとタイミング:Gen 1 ~ Gen 6

PCIe アプリケーションは、当初の PC 市場よりはるかに広く普及し、データ センター、車載、通信ネットワークなどのアプリケーションで採用されています。TI は、クロック ジェネレータ、ファンアウト バッファ、発振器、クロック マルチプレクサなど、PCIe の包括的な製品ラインアップを提供しています。TI の各種デバイスは、SSC (スペクトラム拡散クロック処理)、SRNS (SSC を使用しない個別のリファレンス クロック)、SRIS (SSC から独立した個別のリファレンス クロック) を使用する場合を含め、多様な PCIe クロック処理アーキテクチャをサポートしています。

  • システムの利点。各種デバイスの特長は、グリッチなしの制御ロジック、フェイルセーフ入力、短い伝搬遅延、厳格に制御された複数の出力間のスキュー、高性能の周波数精度、PSNR (ピーク信号対雑音比) などです。
  • 使いやすさ。TI の PCIe 製品ラインアップは、互いにピン互換性のある多様な発振器とバッファや、小型パッケージ サイズに封止した、リファレンスを使用しない業界初のクロック ジェネレータを取り揃えています。
PCIe アプリケーション に関する主な製品
CDCE6214-Q1 アクティブ PCIe Gen 1 ~ 5 をサポート、2 入力、4 出力、内部 EEPROM 搭載、超低消費電力クロック・ジェネレータ
CDCDB2000 アクティブ PCIe® Gen 1 ~ Gen 5 向け、DB2000QL に対応する、20 出力のクロック・バッファ

主なアプリケーションの概要

有線ネットワーク
TI の BAW (バルク弾性波) テクノロジーを採用した超低ジッタ クロックを採用すると、112G や 224G の次世代 PAM4 SerDes クロック処理に関連するシグナル インテグリティが向上し、トータル ソリューション コストの削減が可能
ワイヤレス・インフラ
TI はクロック処理ソリューションとして、バルク弾性波をベースとするネットワーク シンクロナイザ、無線周波数シンセサイザ、クロック ディストリビューションの各製品を取り揃えています。これらのソリューションは 4G と 5G の各ネットワークで広く採用されているほか、 6G 設計の土台を形成するのに役立ちます。
エンタープライズ
マルチソース (供給源) に対応し、高性能の PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) Gen 1 ~ Gen 6 や、イーサネットに適したクロック処理デバイスを採用すると、エンタープライズ システムのシステム信頼性と性能が最大化
防衛
TI のクロック処理ソリューションと無線周波数シンセサイザ ソリューションを採用すると、高精度の同期要件を満たし、低ノイズのシステムを実現することが可能
宇宙
耐放射線特性または放射線耐性強化に該当する、TI のクロック処理ソリューションと RF シンセサイザ ソリューションを採用すると、非常に過酷な放射線環境でも動作が可能
試験用機器
TI のクロック処理ソリューションと RF シンセサイザ ソリューションを採用すると、テスト機器の性能、速度、精度を新しい水準に引き上げることが可能

TI の BAW (バルク弾性波) テクノロジーを採用した超低ジッタ クロックを採用すると、112G や 224G の次世代 PAM4 SerDes クロック処理に関連するシグナル インテグリティが向上し、トータル ソリューション コストの削減が可能

バルク弾性波 (BAW) テクノロジー採用の製品と、優れたジッタ特性を達成する幅広いクロック処理製品ラインアップを提供する TI (テキサス・インスツルメンツ) は、クロック関連分野で業界をリードする優れたサプライヤです。

  • 112G と 224G の PAM-4 SerDes (シリアライザとデシリアライザ) に適した、超低ジッタ (42fs:フェムト秒) のクロック。
  • 低周波数の XO (水晶発振器)、TCXO (温度補償水晶発振器)、OCXO (恒温槽付水晶発振器) に加え、一般的には要件として課される外部低ドロップアウト レギュレータが不要になるほか、非常に優れた電源除去比を達成しているため、ソリューション全体のコストを削減できます。
  • IEEE 1588 高精度タイム プロトコル (PTP) 同期イーサネット ソリューション。クラス最善のジッタと、タイミング精度の高い Class-D PTP ソフトウェアは、G8275.1 と G.8275.2 の各規格に準拠しています。

主なリソース

製品
  • LMK5B33216 – 2.5GHz のバルク弾性波発振器 (BAW VCO) を内蔵し 16 出力、3 個の DPLL と APLL (デジタルとアナログの PLL) を採用したネットワーク・シンクロナイザ
  • LMK03328 – 2 個の独立 PLL 搭載、超低ジッタ・クロック・ジェネレータ・ファミリ
  • LMK6P – 低ジッタ、高性能、バルク弾性波 (BAW)、固定周波数、LVPECL (低電圧で正極性の ECL)、発振器
設計ツールとシミュレーション
  • CLOCK-TREE-ARCHITECT – Clock tree architect プログラミング・ソフトウェア
  • PSPICE-FOR-TI – TI Design / シミュレーション・ツール向け PSpice®
ソフトウェア開発
  • TICSPRO-SW – TICS (テキサス・インスツルメンツのクロックとシンセサイザ) Pro ソフトウェア

TI はクロック処理ソリューションとして、バルク弾性波をベースとするネットワーク シンクロナイザ、無線周波数シンセサイザ、クロック ディストリビューションの各製品を取り揃えています。これらのソリューションは 4G と 5G の各ネットワークで広く採用されているほか、 6G 設計の土台を形成するのに役立ちます。

TI の各種ネットワーク シンクロナイザの無瞬断切り替え (ヒットレス スイッチング) とホールド オーバ性能は、高信頼性システムの設計に役立ちます。一方、TI の超低ジッタ クロックは、5G の設計の簡素化に貢献します。

  • 内蔵 LDO は電源レールで、-75dBc より小さい (より優れた) 電源除去比を実現します。
  • JEDEC JESD204B と JESD204C をサポートし、DC 結合やアナログ フロント エンドとの容易なインターフェイスの実現に貢献します。
  • IEEE (米国電気電子学会) 1588v2 高精度タイム プロトコルに対応するソフトウェアは、包括的なタイミング サポートを達成しています。1PPS (1 秒につき 1 個のパルス:Pulse Per Second) 信号の偏差は ±5ns 未満です。部分的なタイミング サポートは、パケット遅延変動が 230μs を上回る場合、±1μs 未満です。

主なリソース

リファレンス・デザイン
  • TIDA-010230 – レーダーと EW (電子戦) の各アプリケーション向け、マルチチャネル RF トランシーバ、低ノイズ クロック処理のリファレンス デザイン
製品
  • LMK5C33216 – ワイヤレス通信向け、JESD204B 対応、BAW (バルク弾性波) 搭載、超低ジッタ・クロック・シンクロナイザ
  • LMX2820 – 位相同期機能と誤差 5μs 未満の周波数キャリブレーション機能搭載、JESD 対応、22.6GHz 広帯域 RF シンセサイザ
  • LMK00301 – 3GHz、10 出力、差動ファンアウト・バッファ / レベル・シフタ
技術資料
ソフトウェア開発
  • TICSPRO-SW – TICS (テキサス・インスツルメンツのクロックとシンセサイザ) Pro ソフトウェア
  • PLLATINUMSIM-SW – PLLatinum™ シミュレーション・ツール

マルチソース (供給源) に対応し、高性能の PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) Gen 1 ~ Gen 6 や、イーサネットに適したクロック処理デバイスを採用すると、エンタープライズ システムのシステム信頼性と性能が最大化

PCIe / イーサネットに関連する TI のクロック処理製品ラインアップは、バルク弾性波発振器、ファンアウト バッファ、クロック マルチプレクサ、リファレンスレス クロック ジェネレータで構成されています。

  • 超低ジッタを達成しているため、ノイズ マージンが大きくなり、PCIe Gen 1 ~ Gen 6 に準拠できます。
  • 伝搬遅延が短いため、複数の PCIe バッファのカスケード接続が可能です。
  • LDO を内蔵し、高いピーク信号対雑音比を達成しているため、電源フィルタリング回路を簡素化できます。
  • 低消費電力かつ高速の電流ステアリング ロジック、LVDS (低電圧差動信号伝送)、1.2 ~ 3.3V の低電圧 CMOS (相補型 金属 酸化膜 半導体) など、いくつかのプログラマブルな出力形式。

主なリソース

製品
  • LMK6H – 低ジッタ、高性能、バルク弾性波 (BAW)、固定周波数、HCSL、発振器
  • CDCDB2000 – PCIe® Gen 1 ~ Gen 5 向け、DB2000QL に対応する、20 出力のクロック・バッファ
  • CDCE6214 – 1 個の PLL 搭載、4 個の差動出力、超低消費電力クロック ジェネレータ
技術資料

TI のクロック処理ソリューションと無線周波数シンセサイザ ソリューションを採用すると、高精度の同期要件を満たし、低ノイズのシステムを実現することが可能

TI のクロック処理製品や無線周波数 PLL (フェーズ ロック ループ) を採用すると、超低ノイズの特性と同期機能を実現できます。

  • 高性能 PLL、外部 VCO (電圧制御発振器) モード、外部位相検出器からの入力モードはいずれも、厳格なノイズ要件を満たすのに役立ちます。
  • マルチコア VCO とキャリブレーション アルゴリズムは、広帯域への対応と高速周波数ホッピングの実現に貢献します。
  • 位相同期、調整可能な機能、入力ウィンドウ処理機能を活用すると、JESD204B や JESD204C の各システムで使用する数 GHz 単位のクロック同期を簡素化できます。

主なリソース

リファレンス・デザイン
  • TIDA-010230 – レーダーと EW (電子戦) の各アプリケーション向け、マルチチャネル RF トランシーバ、低ノイズ クロック処理のリファレンス デザイン
  • LMX2594PSEVM – LMX2594 複数のデバイスの位相同期機能搭載、15GHz RF シンセサイザの評価基板
製品
  • LMX2820 – 位相同期機能と誤差 5μs 未満の周波数キャリブレーション機能搭載、JESD 対応、22.6GHz 広帯域 RF シンセサイザ
  • LMX1204 – JESD204B/C 対応、SYSREF サポート、位相同期機能搭載、12.8GHz RF バッファ、逓倍器、分周器
  • LMK5B33216 – 2.5GHz のバルク弾性波発振器 (BAW VCO) を内蔵し 16 出力、3 個の DPLL と APLL (デジタルとアナログの PLL) を採用したネットワーク・シンクロナイザ
ソフトウェア開発
  • PLLATINUMSIM-SW – PLLatinum™ シミュレーション・ツール
  • TICSPRO-SW – TICS (テキサス・インスツルメンツのクロックとシンセサイザ) Pro ソフトウェア

耐放射線特性または放射線耐性強化に該当する、TI のクロック処理ソリューションと RF シンセサイザ ソリューションを採用すると、非常に過酷な放射線環境でも動作が可能

高性能かつ機能の豊富な TI の各種クロック処理製品は、過酷な放射線環境で高帯域幅を確保し、無線周波数 (RF) の到達範囲を延長するのに役立ちます。

  • 高集積のモノリシック クロック ジェネレータと RF シンセサイザは、宇宙空間アプリケーションのサイズ、重量、消費電力の低減に役立ちます。
  • 設計の慣行とプロセス特性を活用すると、過酷な放射線環境で一貫性のある予測可能な挙動を実現しやすくなります。
  • さまざまなデバイス モードを網羅した詳細な放射線レポートと、宇宙製品に関して TI が 60 年にわたって蓄積してきた専門知識を活用すると、人工衛星などの発射までの期間を短縮できます。

主なリソース

リファレンス・デザイン
  • TIDA-010191 – 宇宙グレード、マルチチャネルの JESD204B 15GHz クロック処理のリファレンス デザイン
製品
  • LMK04832-SEP – 耐放射線特性、30krad、超低ノイズ、3.2GHz、15 出力、JESD204C クロック・ジッタ・クリーナ
  • LMX2615-SP – 位相同期 / JESD204B サポート搭載、宇宙グレード 40MHz ~ 15GHz 広帯域シンセサイザ
  • LMK04832-SP – 放射線耐性保証 (RHA)、超低ノイズ、3.2GHz、15 出力、クロック・ジッタ・クリーナ
ソフトウェア開発
  • PLLATINUMSIM-SW – PLLatinum™ シミュレーション・ツール
  • TICSPRO-SW – TICS (テキサス・インスツルメンツのクロックとシンセサイザ) Pro ソフトウェア

TI のクロック処理ソリューションと RF シンセサイザ ソリューションを採用すると、テスト機器の性能、速度、精度を新しい水準に引き上げることが可能

TI のクロック処理製品と RF (無線周波数) フェーズ ロック ループは、ノイズの低減と設計の複雑さの軽減をシームレスな方法で実施し、高精度の半導体テスタやワイヤレス通信テスタからラボ機器に至るまでの各種アプリケーションを実現するのに役立ちます。

  • キャリブレーション アルゴリズムを搭載した RF シンセサイザを採用すると、広帯域の周波数への対応と高速な周波数ホッピングを実現しやすくなります。
  • 機能の豊富な製品を採用すると、マルチチャネルのギガヘルツ サンプリング システムで位相同期を簡素化できます。
  • 超低ジッタのクロック バッファとクロック ジェネレータは、PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) からイーサネットに至るまでの高速インターフェイスを実現するのに役立ちます。

主なリソース

製品
  • LMX2820 – 位相同期機能と誤差 5μs 未満の周波数キャリブレーション機能搭載、JESD 対応、22.6GHz 広帯域 RF シンセサイザ
  • LMX1204 – JESD204B/C 対応、SYSREF サポート、位相同期機能搭載、12.8GHz RF バッファ、逓倍器、分周器
  • LMK1D1204 – 4 チャネル出力、LVDS 1.8V バッファ
ソフトウェア開発
  • PLLATINUMSIM-SW – PLLatinum™ シミュレーション・ツール
  • TICSPRO-SW – TICS (テキサス・インスツルメンツのクロックとシンセサイザ) Pro ソフトウェア

技術リソース

ビデオ・シリーズ
ビデオ・シリーズ
TI プレシジョン・ラボ - クロックとタイミングに関するビデオ
TI の包括的なトレーニング・ビデオ・カリキュラムを活用すると、クロックとタイミングに関する専門知識を深めることができます。これらのビデオは、基本的な用語やシステム・ノイズの要因から、より高度な設計上の検討事項まで、重要なトピックを取り上げています。
アプリケーション・ノート
アプリケーション・ノート
Multi-Clock Synchronization
デバイダのリセット、ゼロ遅延、またはこれら両方の方式の組み合わせで、複数のデバイスを同期する方法をご確認ください。
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技術記事
技術記事
FPGA ベースの設計に最適なクロック・ソリューションを選択する方法
FPGA ベースのアプリケーションでクロック・ソリューションを選択する際の主な要因をご確認ください。