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TI首次将BAW技术应用于集成时钟功能,可从根本上提升时钟性能和运行速度

  2019年03月28日  

  过去,BAW谐振器技术常被用于过滤诸如智能电话之类的通信技术中的信号。在业内,TI首次将这项技术用于集成时钟功能。

  2019年2月28日,德州仪器(TI)半导体事业部中国业务发展总监吴健鸿召开发布会,宣布推出基于体声波(BAW)技术的全新嵌入式处理器和模拟芯片。发布会上,吴健鸿还展示了两款基于TI BAW开发出的设备,分别是CC2652RB SimpleLink?无线微控制器(MCU)与LMK05318网络同步器时钟。

  BAW具有体积小、设计容易以及可靠性高的特点

  随着5G通信和大数据时代的到来,全球系统之间的数据传输速度日益加快,高精度时钟变得愈发重要。传统石英制作的时钟产品设计难度高,晶体磨损后还会影响时钟信号的稳定性,而基于BAW技术的时钟产品具有体积小、设计容易和稳定性高的特点,能从根本上提升内部时钟的性能和应用运行速度。

  BAW,中文名叫体声波,即微型谐振器技术,这个技术可以放在不同的IC里。BAW本身不是一个产品,是个技术,这个技术可以用在很多不同的产品中。只要产品设计里需要牵涉到时钟而且是那种相对复杂的时钟时,BAW的技术就可以用到。

  BAW芯片以硅为原材料,相对容易整合到产品中,这也是BAW技术之所以重要的原因。采用BAW技术制作的时钟可以放在IC芯片里,从而能够降低外界干扰,大幅提高时钟性能。此外,由于时钟已经整合进IC芯片,PCB的尺寸也能够相应缩小,设计面积相应增加。

  时钟是电子系统中重要的组成部分,通过产生信号帮助每个组件同步运行。当工程师在设计这些需要时钟的产品时,需要考虑材料的生产成本及设计成本。过去几十年来,设计人员一直使用石英晶体制作时钟产品,但石英晶体制作的时钟产品的使用具有局限性。除了生产成本高昂之外,将晶体整合进复杂的电子系统也并不容易。此外,石英晶体出现磨损时,就会抖动或跳变,影响计时的精确性。

  因此,在一些对时钟要求严苛的环境中,如工业、汽车应用或通讯设备中,采用以硅为原料的BAW技术制作的时钟产品更有优势。

  BAW有一些被应用在工业或汽车应用中。吴健鸿称,当PCB板有很大的震动时,晶振其实是很不稳定的,因为PCB震动会影响到它的时钟性能,导致有可能无线讯号出去有一些偏差,导致连接性不好。除此以外,现在通讯设备的数据传输量很大,所以它对时钟的要求就会很高,要求时钟精准达到ps或fs的水平。在这样的很高要求下,BAW的技术的应用就会特别好。另外,在网络路由器、电网基础设施、工厂、楼宇自动化和医疗系统中都可以应用BAW技术。

  基于TI BAW的两款产品:LMK05318、CC2652RB

  LMK05318是一款应用在有线通讯设备里的时钟。资料显示,TI的这款网络同步器由于配备了BAW谐振器,整个时钟性能提高了25db,可应用于传送达到400Gbps输出量的网络设备。同时,LMK05318在切换时钟时相位突变典型只有正负50bps,在输出量为400Gbps的网络设备中,可以确保切换途中不会丢失数据。此外,由于LMK05318是基于BAW技术开发出来的,本身具备一定的抗干扰能力,在设计时钟时就可以减少一部分外围器件,如Jitter Cleaner时钟去抖器等。

  CC2652RB是外置晶振MCU,可以支持2.4G通讯标准。作为MCU里第一个用到BAW技术的,CC2652RB通过直接把BAW放在无线MCU上,能够使MCU的面积缩小12%。此外,与基于石英晶振设计的无线MCU相比,基于BAW技术设计的MCU能在外围省掉晶振,一方面能提升抗干扰能力,更重要的是IC设备有准确、稳定的时钟元,从而直接提升整个产品性能。

  吴健鸿在发布会上称,今天讲的这两个产品不代表未来TI只有这两个产品会用到BAW,BAW本身可以用到很多不同的产品里。可以推测,未来TI将研发更多基于BAW技术的产品。

标签:TI我要反馈
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