大數據傳輸時代 當時鐘遇上BAW…
2019-03-04 22:19:40 未知時鐘信號常用于同步電路，保證著相關電子組件得以同步運作。被形容為電子產品的心臟，可見時鐘對電子產品的重要性。
傳統的時鐘使用石英晶體通過晶體振蕩產生電子心跳，實現精確的節奏。但這些晶體的成本昂貴、易磨損，從而影響其精準性，并且開發過程復雜，占用PCB面積較大，種種弊端證明，傳統的石英晶振器件已經不能滿足當今大數據爆發的物聯網時代。這里不得不提到能讓萬物互聯、大數據正常運行的5G網絡，近期有關5G的消息接踵而來，聯通于年初率先為體驗用戶開通5G網絡，同時實現對廣場信號全面覆蓋；各大手機廠商都紛紛推出5G手機；更有消息傳出我國一名醫生利用5G成功實施全球首例遠程手術。這些均意味著5G時代已經來臨！全球系統之間的大數據傳輸速度日益加快，對時鐘信號有著苛刻的要求，如何解決每秒18Gdps的傳輸速度，已經成了眾多芯片廠商急待解決的問題。
為此德州儀器（TI）經過多年研究，推出了一項突破性的技術。TI半導體事業部中國區業務拓展總監吳健鴻在發布會上介紹說，這是一種基于體聲波（BAW）微型諧振器的技術，支持把高精度和超低抖動時鐘直接集成到包含其他電路的封裝中，為建設高性能通信設施基礎架構和無線互聯互通平臺掃清了障礙。
何為BAW揩振器技術？
由于BAW技術更適合高頻，以往常被用于濾波器，如智能電話之類的通信技術信號，而用于集成時鐘功能，TI是業界開創者。BAW技術是一種微型諧振器技術，支持把高精度和超低抖動時鐘直接集成到包含其他電路的封裝中。BAW技術設備比外置石英晶振設備小巧，可提供更高質量的有線和無線網絡信號。支持從無線消費電子產品到高端工業系統，為各種領域提供更高質量的通信和更高的效率。
簡單的說，BAW技術可以減化外圍PCB器件以及尺寸，簡單易用，減少信號干擾，有效提高性能，實現穩定的數據傳輸，同時降低了成本。
據了解，TI BAW振蕩器是一種電子振蕩器電路，它利用壓電效應，通過震動的微型聲波諧振器（BAW）的機械諧振產生穩定的電子信號。這種精確的高頻信號可為電子系統提供時鐘和計時參考。
TI半導體事業部中國區業務拓展總監 吳健鴻
事實上，BAW 可以用在眾多的不同產品當中，只要產品里牽涉到時鐘而且相對復雜，BAW就可以大展身手。另外，該技術采用硅為原材料，可以更方便的集成到TI現有IC中。目前TI已有兩款芯片搭載該技術，其一是SimpleLinkTM CC2652RB,另一款是LMK05318網絡同步器時鐘。話說這兩款芯片并非新品，把BAW集成到成熟的產品中，吳先生強調說：“這樣做主要是為了解決客戶的一些現有或即將面對的問題，如5G時代的大數據傳輸，解決每秒18Gdps的速度，需要更精準的時鐘單元。搭載BAW技術的芯片以小尺寸提供最高頻率，實現穩定的數據傳輸。”隨后吳先生分別對該兩款芯做了介紹。
SimpleLinkTMCC2652RB優勢
SimpleLinkTM CC2652RB是一款先進的無外置石英晶振的無線MCU，同時也是業界第一款用BAW技術集成的MCU，與之前基于石英晶振技術設計的同款MUC相比，BAW技術使得PCB面積縮小12%。 CC2652RB在方形扁平無引腳（QFN）封裝內集成了一個BAW諧振器，因而無需外置高速48-MHz晶體。減少了外圍的晶振意味著減少信號的干擾，對產品性能有很大的提升。
CC2652RB是最低功耗的多標準器件，在單芯片上支持Zigbee®、Thread、低功耗藍牙®及私有2.4-GHz連接解決方案。且不同于目前市場上其他基于石英晶振的解決方案不同，該芯片支持-40℃ 到85℃的工作范圍，適合更廣泛的應用、環境和場景。
LMK05318網絡同步器時鐘特性和優勢
吳先生介紹，LMK05318網絡同步器時鐘，配備了BAW諧振器，主要是為一些網絡設備提供高速傳輸，可支持400-Gbps的鏈路傳輸。一般來講，每個產品都會有一個備份時鐘，以免在特殊情況下使用，一但情況發生，備份時鐘必須精準快速切換，方才保證數據的完整性。從這個角度TI的這款LMK05318網絡同步器時鐘就更顯優勢。它可以提高為競爭對手產品的4倍。
下圖可以見得，綠線為BAW，藍色為普通晶振，中間有25dB的差值,實驗結果顯示，BAW可以實現更高的網絡性能。由于LMK05318通過取代離散時鐘和石英晶振器件，減少了輔助元件的物料單(BOM)，LMK05318使得印刷電路板設計階段大為簡化，同時提供更高的時鐘性能，經了解該器件已量產。
總結：BAW技術可以減化外圍PCB器件以及尺寸，簡單易用，減少信號干擾，有效提高性能，實現穩定的數據傳輸，同時降低了成本。如果說時鐘是電子產品的心臟，那么可以說，在大數據傳輸時代，TI作美，讓時鐘遇上BAW，是一場完美的邂逅，必將推動我們實現未來藍圖，為建設高性能通信設施基礎架構和無線互聯互通平臺掃清障礙。不止于此，未來TI還將會利用該技術研發出更多的產品。
