德州仪器LMKDB11xx超低抖动时钟缓冲器技术解析
Texas Instruments LMKDB1超低抖动时钟缓冲器是一系列超低抖动LP-HCSL缓冲器和MUX，支持PCIe Gen 1至Gen 6，符合DB2000QL标准。这些器件具有灵活的上电序列、故障安全输入、独立的输出启用和禁用引脚、输入信号丢失 (LOS) 检测和自动输出禁用功能，以及出色的电源噪声抑制性能。支持1.8V和3.3V两种电源电压。对于Texas Instruments LMKDB1120，与3.3V相比，1.8V电源可节省250mW功率。
数据手册：*附件：Texas Instruments LMKDB1超低抖动时钟缓冲器数据手册.pdf
特性
- LP-HCSL时钟缓冲器和时钟MUX支持
- PCIe Gen 1至Gen 6
- CC（通用时钟）和IR（独立参考）PCIe架构
- 带或不带SSC的输入时钟
- 符合 DB2000QL
- 所有设备均符合DB2000QL规范
- LMKDB1120引脚兼容DB2000QL
- 超低附加抖动：
- 156.25MHz时最大31fs 12kHz至20MHz RMS附加抖动
- PCIe Gen 4的最大附加抖动为13fs
- PCIe Gen 5的最大附加抖动为5fs
- PCIe Gen 6的最大附加抖动为3fs
- 故障安全输入
- 灵活的上电序列
- 自动输出禁用
- 单独输出使能
- 用于启用或禁用高速输出的SBI（边带接口
- LOS（信号丢失）输入检测
- 输出阻抗：85Ω或100Ω
- 电源：1.8V/3.3V (±10%)
- 环境温度范围：-40 °C至105 °C
典型应用
德州仪器LMKDB11xx超低抖动时钟缓冲器技术解析
概述
德州仪器(TI)的LMKDB11xx系列是专为PCIe Gen 1至Gen 7应用设计的超低抖动LP-HCSL时钟缓冲器家族，符合DB2000QL规范。该系列产品在?高性能计算、服务器主板、NIC/SmartNIC和硬件加速器?等领域有广泛应用。其主要特点包括极低的附加抖动、灵活的电源上电序列、故障安全输入/输出、独立输出使能控制等。
关键特性
超低抖动性能
- ?PCIe Gen 5附加抖动?：仅5fs（最大值）
- ?PCIe Gen 6附加抖动?：仅3fs（最大值）
- ?PCIe Gen 7附加抖动?：仅2.1fs（最大值）
- ?156.25MHz下12kHz-20MHz RMS附加抖动?：31fs（最大值）
灵活配置选项
- 支持1.8V和3.3V双电源电压
- 85Ω或100Ω可编程输出阻抗（LMKDB1102）
- 可编程输出摆幅（600mV至975mV，25mV/步进）
- 可编程输出斜率（16种可选设置）
系统可靠性
- 故障安全输入（所有型号）
- 故障安全输出（带"FS"后缀型号）
- 自动输出禁用功能
- 输入信号丢失检测(LOS)
产品系列与选型
LMKDB11xx系列包含多种型号，主要区分如下：
| 型号 | 输出数量 | 封装尺寸 | 特殊功能 |
|---|---|---|---|
| LMKDB1120/FS | 20 | 6mm×6mm (NPP) | 故障安全输出(FS型号) |
| LMKDB1108/FS | 8 | 5mm×5mm (RKP) | 故障安全输出(FS型号) |
| LMKDB1104/FS | 4 | 4mm×4mm (REX) | 故障安全输出(FS型号) |
| LMKDB1102 | 2 | 3mm×3mm (REY) | 可编程输出阻抗 |
应用设计要点
电源设计
布局建议
时钟输入配置
支持四种输入配置方式：
控制接口
LMKDB11xx提供三种控制方式，可同时使用：
1. SMBus模式
- 通过SMB_DATA和SMB_CLK引脚进行寄存器读写
- 支持块读写操作
- 可配置器件地址（通过SADR1和SADR0引脚设置）
2. 边带接口(SBI)模式
- 3线或4线串行接口（SHFT_LD#、SBI_IN、SBI_CLK和可选的SBI_OUT）
- 比SMBus更快的输出使能/禁用速度（最高25MHz）
- 支持星型和菊花链拓扑
3. 引脚模式
- 通过专用OE#引脚直接控制输出使能
- 当不使用SMBus或SBI时，相关引脚可悬空
典型应用示例
?PCIe时钟分配系统?：
- 输入：100MHz PCIe时钟源
- 输出：15路PCIe Gen5时钟
- 选用LMKDB1120（20输出）
- 计算抖动预算：sqrt(50? - 45?) = 21fs
- 器件实际附加抖动：13fs（满足要求）
?以太网时钟分配系统?：
- 输入：156.25MHz以太网时钟
- 输出：7路以太网时钟
- 选用LMKDB1108（8输出）
- 计算抖动预算：sqrt(100? - 90?) = 43fs
- 器件实际附加抖动：31fs（满足要求）
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