新製品のご紹介: 高性能 4PLLクロック ジェネレーター

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1 新製品のご紹介: 高性能 4PLLクロック ジェネレーター
サイプレスは次世代民生用デバイス向けの業界最高水準のフレキシブルなタイミング ソリューションを提供

2 民生機器がデータ転送規格の高速化をけん引
民生用デバイスの接続機能はより豊富になりつつある ユーザー エクスペリエンスを充実させるためにストレージ、メディア処理および接続機能を統合 従ってユーザーはいつでもどこでもデジタル メデイアのコンテンツを作成、格納、共有することが可能 高解像度のメディア コンテンツを共有するにはより高速なデータ転送規格が必要 データ ストレージ転送プロトコルはSATA1.0からSATA3.0に移行 イーサネット システムは10Gbpsから100Gbpsに移行 USB3.0はUSB2.0を置き換えている データ相互接続の標準規格はPCIe1.0からPCIe3.0に移行 民生用デバイスは複数のデータ転送規格とそれぞれのタイミング要件に対応する必要がある 民生用デバイスは高度に統合した柔軟なタイミング ソリューションを必要とする CY274101が発生する各データ転送規格のリファレンス クロック PCIe3.0ハブ イーサネットMAC SATA3.0ホスト USB3.0ハブ 100MHz LVDS、3ps RMSジッタ 48MHz LVCMOS、100ps CCJ2 25MHz LVCMOS、100ps CCJ2 100MHz HCSL3、1ps RMSジッタ 24MHz CY27410 1 CY27410プログラマブル クロック ジェネレーターは、最大12の出力周波数を生成することが可能 2 サイクル ツー サイクル ジッタ 3 高速電流ステアリング ロジック 2a

3 プログラマブル クロック ソリューションのパイオニア
プログラマブル クロック業界の20年のリーダーであるサイプレスが設計した世界最初の製品: プログラマブル クロック ジェネレーター プログラマブル スキュー バッファ 水晶発振器向けのプログラマブル ダイ サイプレスの幅広いクロック ポートフォリオ 1,700のクロック製品マーケティング型番 RMS位相ジッタが0.6ps未満の700MHzまでの周波数を生成するクロック ジェネレーター RMS位相ジッタが0.05ps未満の1,500MHzまでの周波数に対応するクロック バッファ 産業用および車載用製品 サイプレスは、25億個以上の製品を販売した実績のある信頼性の高いクロック メーカー 納期遵守率99.4％以上で6週間以下の予測可能なリードタイムを提示 複数のアセンブリとテスト サイトにより顧客への安定した供給を保証 20年以上の製品サポート 2b

4 専門用語 サイクル ツー サイクル ジッタ (ps) 位相ノイズ (dBc/Hz) RMS位相ジッタ (ps)
1000クロック サイクルにわたって測定された隣接した2つのクロック サイクル間でのクロック周期内の最大差異 位相ノイズ (dBc/Hz) クロック信号から所与のオフセット周波数を中心とする1Hzウィンドウ内で計測された、クロック信号電力に対する雑音電力 RMS位相ジッタ (ps) 一般的に12kHz～20MHzの特定帯域幅 (下記参照) に応じる位相ノイズの総和 RMS位相ジッタ = 、fcはクロック周波数 電圧制御された周波数合成 (VCFS) クロック信号の周波数を制御電圧入力に応じて変更する方法 位相ノイズ特性 RMS位相ジッタ曲線 皆さんがパケット2.26、4.15を理解したことを示すために、緑色のボックスを追加 位相ノイズPN (f) 位相ノイズ (dBc/Hz) 電力 (dBc) RMS位相ジッタ 位相ノイズ (dBc/Hz) 1Hz BW オフセット fc fc f1 f2 周波数 (kHz) 周波数 (kHz) 3a

5 専門用語 電磁妨害 (EMI) スペクトラム拡散 (SS) 変調 周波数選択 グリッチ
外部機器による放射に起因し、電子回路に影響を与える障害 クロックは高周波であり周期性をもつため放射を発生させる スペクトラム拡散 (SS) 変調 クロック信号の周波数を変化し、広い周波数範囲にわたってそのエネルギーを拡散して、EMIを低減するための方法 周波数選択 外部デジタル制御ピンを用いて予めプログラムされた出力周波数を選択するために 　　使用されるクロック ジェネレーター内の機能 消費電力を低減するために、特定のペリフェラルへのクロックを選択してオフにするのに使用 グリッチ クロック信号のレベルが確定する前に発生する望ましくない遷移 周波数領域におけるスペクトラム拡散変調 グリッチ 時間 (ps) ボルト (V) 皆さんがパケットを理解したことを示すために、緑色のボックスを追加 スペクトラム拡散EMIの低減: 標準10dB FCC EMIの許容値 電力 (dBc) 水晶ベースのソリューションを使用 水晶とサイプレス製品を使って 生成されたEMI低減クロック 周波数 (kHz) 3b

6 エンジニアが直面する課題 民生用デバイス内の複数クロックにより、BOMコストとプリント基板の実装面積が増加
プロセッサおよびペリフェラル (PCIe、USB、SATA、GbE) 用に、最大12のリファレンス クロック (RTC1を含む) が必要となることがある 高周波のクロックは不要輻射基準に違反するEMIを十分に発生させる フェライト ビーズおよびチョークなど従来のEMI低減手法は高価であり、さらに基板の実装面積を増加 EMIのテストは一般的に開発サイクルの終りに行われるため、EMI問題は市場投入までの時間に影響を与える 民生用デバイスでは、リファレンス クロックを管理するための追加コンポーネントを必要とする オーディオ システムはバースト ノイズを抑制するために、グリッチを発生しないクロック切り替えを必要とする2 多機能プリンタでは、消費電力を低減するために、特定の周辺機器へのクロックを選択してオフにする必要 複数のシステム オンチップを備えた民生用デバイスでは、それぞれのリファレンス クロックの位相が互いに一致している必要 サイプレスのCY PLLクロック ジェネレーターはこれらの問題を解決 単一チップ上で最大12通りにプログラム可能な出力周波数を生成することにより基板の実装面積を節約 スペクトラム拡散変調によりEMIを低減 グリッチフリー切り替え、周波数選択、出力位相調整によりシステム デザインを簡易化 サイプレスの高性能クロック ジェネレーターは、システム設計を簡略化するシングル チップ ソリューション 1 リアルタイム クロック (32.768kHz) 2 周波数切り替え時に発生する高周波グリッチによって生じる可聴雑音 4

7 CY27410 vs. 競合製品 機能 CY27410 5V49EE902 Si5338 VCFS PLLのカスケード接続
有 無 PLLのカスケード接続 遅延ゼロバッファ モード 無し 非ゼロ遅延バッファ モード 出力位相調整 グリッチ フリー出力 周波数選択 基板上のプログラミング リアルタイムクロック 6a

8 CY27410 vs. 競合製品 機能 CY27410 5V49EE902 Si5338 最大出力周波数 (シングルエンド)
250MHz 200MHz 最大出力周波数 (差動) 700MHz 500MHz サイクル ツー サイクル ジッタ 30ps 200ps RMS位相ジッタ 0.7ps 3ps 出力数 12シングルエンド、8差動 9シングルエンド、2差動 8シングルエンド、4差動 PLL当たりの電流 20mA 22.5mA 45mA 転送規格 PCIe 3.0、SATA 2.0、10GbE、 USB 3.0 PCIe1.0、SATA2.0、10GbE、 VDD 1.8、2.5、3.3V 3.3V プログラマビリティ I2C 無 センター拡散 ±0.225%～±2.50% ±0.5% ±0.2%～±5% ダウン拡散 -0.25%～-5.0% -0.5% 車載用 有 6b

9 CY27410はより良いソリューション 複数のタイミング コンポーネントを使った従来の設計を簡易化することを目的として…
サイプレスの多出力のプログラマブル クロックを選択して… 複数のアプリケーションに対応した統合された低コストのソリューションを設計 複合プリンタ 10GbE PCIeクロック 10GbEクロック データ転送規格ごとに1チップ フェムトセル EMI低減用のフェライト ビーズとチョーク 4PLLクロック ジェネレーター PCIe、SATA、GbE、USB用のリファレンス クロック EMIを低減するスペクトラム拡散変調 RTC用の低周波数に対応 ゼロ遅延バッファまたは非ゼロ遅延バッファとして 　　コンフィギュレーション可能 車載インフォテイメント システム リアルタイム クロック (RTC) クロック バッファ RTCとバッファなどの他のコンポーネント 7

10 タイミング ソリューション ポートフォリオ (NDA) プログラマブル | 高性能 | EMI低減 | 車載用A1
クロック ジェネレーター クロック バッファ EMI低減付き EMI低減無し ゼロ遅延バッファ (ZDB) 非ゼロ遅延バッファ (NZDB) CY276x 最大周波数: 700MHz 8出力、PCIe 3.0、2 PLL 0.7ps未満のRMSジッタ2、Ind3、Auto A1 CY294x/CY5107 最大周波数: 1.4GHz 1出力、40/100GbE、1 PLL 0.15ps未満のRMSジッタ2、Ind3 高性能 CY274x 最大周波数: 700MHz 12出力、PCIe 3.0、4 PLL 0.7ps未満のRMSジッタ2、Ind3、 Auto A1 CY2Xx (FleXO™) 最大周波数: 690MHz 1出力、周波数マージン 0.6ps未満のRMSジッタ2、Ind3 CY2DLx/DMx/DPx/CPx 最大周波数: 1.5GHz 2～10出力、LVDS、LVPECL、CML 0.05ps未満のRMSジッタ2、Ind3 CY254x/CY251x 最大周波数: 166MHz 3～9出力、1～4 PLL、I2C、周波数選択 100ps CCJ4、Ind3 CY2239x/CY229x/CY2238x 最大周波数: 200MHz 3～6出力、3～4 PLL、I2C、周波数選択 400ps CCJ4、Ind3、Auto A1 CY2994x 最大周波数: 200MHz 9～18出力、LVCMOS 200ps CCJ4、Ind3 標準性能 CY22800 最大周波数: 166MHz 3出力、1 PLL 250ps CCJ4、Ind3 CY22050/150/801 最大周波数: 200MHz 3～6出力、1 PLL 250ps CCJ4、Ind3 CY230x/EP0x 最大周波数: 220MHz 5～9出力、LVCMOS 22ps CCJ4、Ind3 CY230xNZ 最大周波数: 133MHz 4～18出力、LVCMOS 250ps CCJ4、Ind3 CY278x 最大周波数: 200MHz 4出力、PCIe 3.0、1 PLL 0.7ps未満のRMSジッタ2、Ind3、Auto A1 CY23FS04/08 最大周波数: 200MHz 4～8出力、フェイルセーフ5 200ps CCJ4、Ind3 アプリケーション別 CY23S02/05/08/09 最大周波数: 200MHz 2～9出力、Spread Aware 200ps CCJ4、Ind3 CY2429x 最大周波数: 200MHz 2～4出力、PCIe 1.1 75ps CCJ4、Ind3、Auto A1 CY7B99x (RoboClock™) 最大周波数: 200MHz 8～18出力、コンフィギュレーション可能なスキュー 50ps CCJ4、Ind3 1 AEC-Q ºC～+85ºC 2 積分された位相ノイズ、12kHz～20MHzのオフセット 3 産業用グレード-40ºC～+85ºC 4サイクル ツー サイクル ジッタ 5 クロック ソースが故障する場合のクロック自動切り替え 量産中 新製品 開発／コンセプト 8

11 製品概要 アプリケーション ブロック図 特長 資料 出荷予定 4PLLスペクトラム拡散クロック ジェネレーター 多機能プリンタ
デジタル テレビ ブルーレイ レコーダー ホーム ゲートウェイ フェムトセル ルータおよびスイッチ 4PLLスペクトラム拡散クロック ジェネレーター PLL1ブロック 出力 バンク1 Out1 Out2 Out3P Out3N Out4P Out4N Out5P Out5N Out6P Out6N 分周器 分周器 PLL 分周器 特長 入力 ブロック 分周器 XIN1 XOUT2 IN1P3 IN1N3 IN2P3 IN2N3 高周波数: 差動出力の場合は700MHz、シングルエンド出力の場合は250MHz ピン選択およびI2Cプログラミング 12の出力 　8つがシングルエンド出力または差動出力としてコンフィギュ 　　レーション可能 　4つのシングルエンド PCIe3.0、SATA2.0と10GbE規格に対応したリファレンス クロック RMS位相ジッタ 0.7ps未満 (標準) その他の特長: 　ゼロ遅延バッファまたは非ゼロ遅延バッファとしてコンフィギュ 　グリッチ フリーの周波数切り替え 　周波数選択 　出力位相調整 　PLLカスケード接続 　電圧制御された周波数合成 PLL2ブロック 出力 バンク2 Out7P Out7N Out8P Out8N Out9P Out9N Out10P Out10N Out11 Out12 SCLK4 SDAT4 VIN5 FS26 FS16 FS06 メモリ および制御ロジック PLL3ブロック PLL4ブロック 資料 出荷予定 暫定版データシート: 営業担当者まで サンプル出荷: 2014年第3四半期 量産: 2014年第4四半期 1 水晶振動子の入力 2 水晶振動子の出力 3 リファレンス クロックの入力 4 シリアル ポート 5 VCFSの電圧入力ピン 6 周波数選択入力 9

12 評価にあたって サイプレスのタイミング ソリューションのウェブサイト: www.cypress.com/go/timing
タイミング ソリューションのロードマップ: 暫定版データシート: 営業担当者まで 連絡先: 11. はじめに準備するもの 10

13 付録 11

14 製品セレクタ ガイド 型番 出力数 プログラマビリティ グレード パッケージ CY27410FLTXI 12 フィールド 産業用
48-QFN CY27410LTXI - XXX ファクトリ CY27430FLTXA 9 車載用 CY27430LTXA - XXX 部品番号の構成 CY 274 XX F LTX X - XXX コンフィギュレーション識別子: ブランク = フィールド プログラマブル、XXX = 工場出荷時にプログラム済み グレード: I = 産業用、A = 車載用 パッケージ タイプ: 鉛フリーQFN プログラマビリティ: F = フィールド プログラマブル、ブランク = 工場出荷時にプログラム済み 製品の種類: 10 = 産業用、30 = 車載用 マーケティング コード: 274 = クロック ジェネレーター 会社ID: CY=サイプレス 12

15 参考資料およびリンク サイプレスのタイミング ソリューションのウェブサイト: サイプレスのタイミング ソリューションのウェブサイト: 製品の概要: プログラミングおよび評価キット: ソフトウェア: アプリケーション ノート: 連絡先: 13. 参考資料およびリンク 13

16 CY27410と競合製品との価格比較 システムBOM1 CY27410 IDT5V49EE902NLGI8 SI5338M-B-GMR
クロック ジェネレーター $ $ 5.63 $ 8.80 追加のシングルエンド出力2 3.43 1.43 追加の差動出力3 1.78 2.26 VCFS／グリッチ フリー出力4 1.04 低周波数対応5 0.46 システムの総費用 $ 7.50 $ 11.30 $ 13.99 CY27410の使用による節約分 34% 46% 1　2014年7月30日付けDigikeyウェブサイトでの1000個購入時の価格 (SL15300の価格は2500個購入時) 2　IDT5V49EE902はLVCMOS周波数を9つ生成可能。CY27410の出力数に合わせるためには、残り3つのLVCMOS周波数の生成にIDT5V19EE403NLG18が必要 　 SI5338はLVCMOS周波数を8つ生成可能。CY27410の出力数に合わせるためには、残り4つのLVCMOS周波数の生成にSL15300ZCTが必要 3　IDT5V49EE902は差動周波数を2つ生成可能。CY27410の出力数に合わせるためには、残り6つの差動周波数の生成にIDT74FCT3807DCGIが必要 　 SI5338は差動周波数を4つ生成可能。CY27410の出力数に合わせるためには、残り4つの差動周波数の生成にSI52144-A01AGMが必要 4　SI5338はVCFSとグリッチ フリー出力を提供するためにSI5351A-B-GTを必要とする 5　IDTとSiLabsは、低周波数のRTC出力 (32.768kHz) に対応するために、外部水晶MC K-A0:ROHS (1000個購入時の価格) を必要とする 14