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

概要

カテゴリ別の参照

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:FOD)、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 クロッキング ソリューションにより、ジッタ要件を上回る特性を達成し、システム性能を向上させるとともに、過酷な環境条件に耐える製品を開発することができます。 TI の製品ラインアップをご覧いただき、当社のセンサがいかにしてお客様の製品ビジョンを実現できるかをご確認ください。

超低加算ジッタおよび低出力スキューのクロック バッファにより、産業、車載、宇宙用途におけるクロック ツリー性能を最大化


超低ジッタの BAW ベース ネットワーク シンクロナイザにより、高速ネットワーキングに適した高精度のタイミング同期を実現


PCIe Gen 5、1/10Gb イーサネット、その他の業界標準をサポートする低ジッタのクロック ジェネレータにより、クロック ツリー設計全体でシグナル インテグリティを維持


100fs 未満のジッタ、10 年間の経年安定性、低消費電流を特長とし、業界標準のパッケージを採用した BAW ベースの発振器により、タイミング精度を向上


最小の位相ノイズ、BAW テクノロジー、最大 16 個の構成可能な出力を備えたクロック ジッタ クリーナにより、優れた性能を実現


超低スタンバイ電流を実現する業界標準の RTC およびタイマにより、バッテリ寿命を最大化し、消費電力に制約のある設計の動作時間を延長

開発中のクロック / タイミング システムの課題を解決

従来の共振器テクノロジーとは異なる信頼性の向上

TI の BAW 共振器は従来の共振器テクノロジーを上回っており、過酷な環境条件の下で優先事項となる、振動や衝撃に対する信頼性、および平均故障間隔 (MTBF) や故障率 (FIT:Failures in time) の各特性が向上しています。

利点:

  • BAW 共振器は 2ppb/G (加速度が 1G のときに、10 億分の 2 の変動) より良好な安定性を維持でき、振動発生前、振動発生中、振動発生後にジッタや周波数の著しい劣化はありません。
  • 1,500G の機械的衝撃が加わった場合でも、BAW 共振器は周波数偏差を 0.5ppm 未満に維持でき、ジッタの劣化はありません。
  • 35℃ 時の BAW 共振器の FIT レートは 0.3、MTBF は 33 億時間であり、10 億時間の動作で 0.3 個の故障に相当します。
アプリケーション・ノート
High Reliable BAW Oscillator MTBF and FIT Rate Calculations
このアプリケーション ノートでは、BAW 共振器に対応する MTBF と FIT の値に関する計算と結果、およびこれらの計算手順について説明します。
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アプリケーション・ノート
Vibration and Mechanical Shock Performance of TI BAW Oscillators
このアプリケーション ノートでは、厳格な正弦波、ランダムな (不規則) 振動、機械的衝撃を加える条件の下で BAW 発振器の性能を詳細に提示し、MIL-STD-883 の各種試験方法、テスト構成、性能結果について説明します。
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技術記事
Testing TI BAW resonator technology in mechanical shock and vibration environments
機械的衝撃と振動が発生する環境で TI の BAW 共振器テクノロジーをテストする方法をご確認ください。
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信頼性と復元力 に関する主な製品
LMK5B33414 アクティブ 2.5GHz のバルク弾性波発振器 (BAW VCO) を内蔵し 14 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
LMK6H アクティブ 低ジッタ、高性能、バルク弾性波 (BAW)、固定周波数、HCSL、発振器
LMK3H0102 アクティブ PCIe Gen 1 ~ Gen 7 準拠、バルク弾性波 (BAW) ベース、リファレンスレス クロック ジェネレータ

幅広い出力クロック周波数に適したフレキシブルなソリューション

TI の FOD (foreign object detection:異物検出機能)は、出力クロック周波数全体で優れたジッタ特性に貢献します。

利点:

  • クロック ジェネレータ製品の場合、FOD を採用した高周波 BAW を最小 3mm x 3mm のパッケージに封止し、1MHz ~ 400MHz の周波数範囲でクロックを生成できます。
  • FOD が内蔵しているスペクトラム拡散クロックは、システムが生成する EMI (電磁干渉) の低減に役立ちます。
  • FOD の採用に伴い、グリッチレス出力周波数はプログラマブル (設定可能) になり、10ppb 未満の分解能ステップを実現できるほか、高精度の出力クロック周波数調整が実施できます。<
  • FOD をスタートアップ クロックとして使用する場合、ベンダのファクトリ (工場) またはオンサイト (製品を使用する現場) で、I2C インターフェイスを使用して出力スイング (振幅) または出力タイプをプログラム (設定) できます。
技術記事
TI BAW resonator innovation puts time on your side
この技術記事では、ギガヘルツ単位の周波数に対応する BAW 共振器を使用し、広い範囲の周波数を生成する方法について説明します。
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アプリケーション・ノート
水晶発振器に対するスタンドアロン BAW 発振器の利点
このアプリケーション レポートでは、TI の BAW テクノロジー、BAW 共振器と発振器回路の統合によるスタンドアロン発振器の作成、BAW 発振器を使うことの利点 (水晶発振器との比較) について詳しく説明します。 
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フレキシビリティ に関する主な製品
LMK6C アクティブ 低ジッタ、高性能、バルク弾性波 (BAW)、固定周波数、LVCMOS、発振器
LMK6H アクティブ 低ジッタ、高性能、バルク弾性波 (BAW)、固定周波数、HCSL、発振器
LMK3H0102 アクティブ PCIe Gen 1 ~ Gen 7 準拠、バルク弾性波 (BAW) ベース、リファレンスレス クロック ジェネレータ

向上したジッタ特性の利点

TI の BAW テクノロジーは、超低ジッタという特性を実現します。この特性は、イーサネットをベースとする 800Gbps や 1.6TBps の高速ネットワークと、5G と 6G の各ワイヤレス インフラ アプリケーションが課す厳格なクロック要件を満たすことができます。

利点:

  • TI のネットワーク シンクロナイザのうち、電圧制御発振器 (VCO) として BAW テクノロジーを採用した製品は、インダクタとコンデンサを組み合わせてチューニングした従来の VCO に比べて少なくとも 20dB の優位を確保しており、その結果、クロックのジッタ特性は 50fs (フェムト秒) 未満に低減できています。
  • TI の発振器とやクロック ジェネレータのうち、BAW をベースとする製品は、EtherCAT、SerDes、PCIe (Peripheral Component Interconnect Express)、ASIC (特定用途向け IC)、F`GA (フィールド プログラマブル ゲートアレイ) 向けのクロック処理に関する厳格なビット エラー レート要件を満たすクリーンな (ノイズやジッタの小さい) クロック ソース (供給源) を実現します。
アプリケーション・ノート
How to use the LMK05318 as a jitter cleaner
このアプリケーション レポートでは、LMK05318 を使用して入力ジッタをクリーニングする (遅延のばらつきを小さくし、クロックと次のクロックの間隔をできるだけ揃える) 2 つの方法の概要を説明します。
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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
このアプリケーション レポートでは、LMK5C33216 が ITU-T (国際電気通信連合) G.8262 にどのように準拠しているかについて詳細に説明します。この規格は、同期イーサネットで使用するタイミング デバイスの要件全般を規定しています。
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超低ジッタ に関する主な製品
LMK6P アクティブ 低ジッタ、高性能、バルク弾性波 (BAW)、固定周波数、LVPECL、発振器
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
LMK5C33414A アクティブ JESD204B/C 対応、BAW VCO (バルク弾性波電圧制御発振器) 搭載、3 個の DPLL (デジタル PLL)、3 個の APLL (アナログ PLL)、4 個の入力と 14 個の出力、ネ

高性能シンクロナイザと RF シンセサイザ

TI のクロック処理製品ラインアップは、クロック ディストリビューション ソリューション、高性能ネットワーク シンクロナイザ、RF (無線周波数) シンセサイザで構成されています。

利点:

  • データ コンバータ、FPGA (フィールド プログラマブル ゲート アレイ)、SoC (システム オン チップ) に位相同期済みクロックと SYSREF 信号を供給する方法で、JEDEC JESD204B と JESD204C の各アプリケーションをサポートしています。
  • IEEE (米国電気電子学会) 1588v2 PTP (高精度タイム プロトコル) に従うソフトウェアは、1pps の信号偏差 (±2ns) という高精度のタイミング サポートを達成し、ITU-T (国際電気通信連合電気通信) 標準化セクタのプロファイルが規定する Class-D の仕様を満たすほか、パケット遅延のばらつきが 230μs 超で部分的なタイミング サポートが 1μs 以下という規定にも適合しています。
  • G8275.1 と G.8275.2 の各 PTP テレコム プロファイルに準拠。
IEEE 1588v2 と PTP に関する主な製品
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
LMK5C33414A アクティブ JESD204B/C 対応、BAW VCO (バルク弾性波電圧制御発振器) 搭載、3 個の DPLL (デジタル PLL)、3 個の APLL (アナログ PLL)、4 個の入力と 14 個の出力、ネ

ミッション クリティカルな設計に適した宇宙製品

TI の耐放射線強化クロック処理ソリューションは、RF (無線周波数) フロント エンドとデータ処理に関連するクロック要件に対応しています。その結果、お客様はミッション クリティカルな設計要件を満たし、LEO (低地球軌道) から深宇宙ミッションまで、宇宙グレードの認証をより迅速に取得しやすくなります。

利点:

  • 宇宙関連市場での 60 年以上にわたる TI の経験を活用
  • パッケージとして、以下の選択肢を取り揃えています。従来型の耐放射線強化セラミック (Qualified Manufacturers List [QML] Class V)。SEL (シングル イベント ラッチアップ) ≧ 65MeV⋅cm2/mg、かつ TID (総照射線量) ≧ 100krad の耐放射線強化プラスチック (QML Class P)。SEL ≧ 43MeV⋅cm2/mg、かつ TID ≧ 30krad の耐放射線特性プラスチック (EP)。
関連資料
TI の宇宙アプリケーション ポータルにアクセス
宇宙アプリケーションをご覧になり、開発中の設計に適したソリューションを選定することができます。
関連資料
これらの宇宙グレード製品はいずれも入手可能です
TI の宇宙用パラメトリック セレクション テーブルを使用して、TI の宇宙用製品を表示することもできます。
技術記事
低軌道アプリケーションにおける宇宙用拡張製品による課題への対処方法 (Rev. A 翻訳版)
TI の宇宙用強化製品認証プロセスが、課題にどのように対応しているか、またリスクが高く多くのリソースを必要とする従来のアップスクリーニング手法 (厳格な事前検査) をどのような方法で不要にしているかをご確認ください。
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耐放射線強化 に関する主な製品
LMX2615-SP アクティブ 宇宙グレード、位相同期機能搭載、JESD204B サポート、40MHz ~ 15GHz 広帯域シンセサイザ
LMK04832-SP アクティブ 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
LMX1906-SP アクティブ 放射線耐性保証 (RHA)、SYSREF と FPGA クロック搭載、15GHz バッファ、逓倍器、分周器

最適化済みのプロセス テクノロジー

高性能で超低ノイズの PLL (フェーズ ロック ループ) と、広帯域 RF (無線周波数) 対応の VCO (電圧制御発振器) は、最新のジッタ クリーナ、RF シンセサイザ、ネットワーク シンセサイザ IC のコア (重要) 機能です。

利点:

  • 自社で所有する最適化済みの SiGe (シリコン ゲルマニウム) プロセス テクノロジと、RF アーキテクチャや回路設計に関する数十年の経験を組み合わせて活用
  • 優れたノイズ特性、動作周波数の引き上げ、小型化、低消費電力に関する要件を満たすのに役立つ各種クロック処理ソリューション。
アプリケーション・ノート
LMX2820 RF Synthesizer Phase Noise Improvement With Alternative Topologies (Rev. A)
このアプリケーション ノートでは、LMX2820 固有の位相ノイズの特性を評価します。この製品は、周波数が可変である位相検出器と、リファレンス ソース (基準電圧生成源) を搭載しています。 
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アプリケーション・ノート
Dramatically Improve Your Lock Time with VCO Instant Calibration
このアプリケーション レポートでは、シリコン テクノロジーを使用している内蔵 PLL と VCO の概要や、それらがキャリブレーションを必要とする理由、また超高速のロック時間を実現するいくつかの方法について説明します。
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開始に役立つリソース


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
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。
PDF

技術記事
How to select an optimal clocking solution for your FPGA-based design
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。
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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。


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。


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。

主なアプリケーションの概要


有線ネットワーク アプリケーション
TI の BAW 超低ジッタ クロックにより、112G/224G PAM4 SerDes のシグナル インテグリティを向上させ、コストを削減
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。

ワイヤレス インフラ アプリケーション
BAW ベースのシンクロナイザ、RF シンセサイザ、クロック分配により、TI は 4G、5G、6G 分野で高い評価を得ています
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。

エンタープライズ アプリケーション
PCIe Gen 1 ~ 6 およびイーサネット用のマルチソース クロッキング IC により、エンタープライズ システムの信頼性を最大化
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。

試験装置アプリケーション
TI のクロッキング ソリューションと RF シンセサイザ ソリューションにより、試験装置の性能、速度、精度を向上
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。