?LMK3H0102-Q1 参考无晶体时钟发生器技术文档总结

LMK3H0102-Q1 是一款符合 PCIe Gen 1 至 Gen 7 标准的 2 输出无基准时钟发生器，支持扩频时钟 （SSC）。该器件基于 TI 专有的体声波 （BAW） 技术，提供 ±25ppm 时钟输出，无需任何晶体或外部时钟基准。该器件可以同时提供两个SSC时钟、两个非SSC时钟或一个SSC时钟和一个非SSC时钟。该器件符合从第 1 代到第 7 代的完全 PCIe 合规性，包括带或不带 SSC 的通用时钟、独立参考无扩展 （SRNS） 和独立参考独立扩展 （SRIS）。

该器件可以通过引脚或 I2C 接口轻松配置。外部DC/DC可用于为器件供电。有关电源滤波和从 DC/DC 获取的详细指南，请参阅电源建议。
*附件：lmk3h0102-q1.pdf

特性

• 符合 AEC-Q100 2 级标准，适用于汽车应用
• 环境温度：–40°C 至 105°C
• 功能安全功能：
  • 可用于帮助功能安全系统设计的文档
• 集成BAW谐振器，无需外部参考
• 灵活的频率生成：
  • 双通道分频器：2.5MHz至400MHz之间多达三个独特的输出频率
  • 支持高达 200MHz 的 LVCMOS 输出：1.8V、2.5V 或 3.3V
  • OUT0和OUT1引脚上的AC-LVDS、DC-LVDS、LP-HCSL和LVCMOS组合
• 总输出频率稳定性：±25ppm
• 2 种功能模式：I2C 或预编程 OTP
• 符合 PCIe Gen 1 至 Gen 7：带或不带 SSC、SRNS 和 SRIS 的通用时钟
• SSC 的极低 PCIe 抖动：
  • PCIe Gen 5 通用时钟抖动：最大 57.5fs（PCIe 限制为 150fs）
  • PCIe Gen 6 通用时钟抖动：最大 34.5fs（PCIe 限制为 100fs）
  • PCIe Gen 7 通用时钟抖动：最大 29.6 秒（PCIe 限制为 67 秒）
• 可编程 SSC 调制深度
  • 预编程：200MHz FOD频率下–0.1%、–0.25%、–0.3%和–0.5%下扩展
  • 寄存器可编程：-0.1%至-3%下扩散或±0.05%至±1.5%中心扩散
• 1.8V 至 3.3V 电源电压
• 内部LDO，PSNR为–93.1dBc，开关噪声为500kHz，用于LP-HCSL输出
• 输出到输出偏斜：<50ps
• 故障安全数字输入引脚

参数

方框图

?1. 产品概述?
LMK3H0102-Q1是德州仪器（TI）推出的汽车级（AEC-Q100 Grade 2）参考无晶体时钟发生器，基于BAW（体声波）谐振器技术，无需外部晶体或参考时钟。主要特性包括：

• ?输出配置?：支持2路差分或5路单端输出，兼容PCIe Gen 1-7协议。
• ?频率范围?：2.5MHz至400MHz（LVCMOS最高200MHz）。
• ?输出格式?：支持LP-HCSL（85Ω/100Ω）、LVDS、LVCMOS（1.8V/2.5V/3.3V）。
• ?功能模式?：I?C编程或预编程OTP（一次性可编程）模式。
• ?低抖动性能?：PCIe Gen 5/6/7抖动分别低至57.5fs/34.5fs/29.6fs（均低于协议限值）。

?2. 关键特性?

• ?集成BAW谐振器?：消除对外部参考时钟的依赖，提升系统可靠性。
• ?灵活频率生成?：支持SSC（扩频时钟），可编程调制深度（-0.1%至-3%下扩或±0.05%至±1.5%中心扩）。
• ?低功耗设计?：1.8V至3.3V供电，内部LDO提供-93.1dBc PSNR（500kHz噪声抑制）。
• ?输出同步使能?：支持无毛刺的同步输出启停控制。

?3. 应用场景?

• ?汽车电子?：ADAS域控制器、自动驾驶、车载网关、仪表盘。
• ?高性能计算?：PCIe时钟生成、雷达/激光雷达（LiDAR）、服务器。
• ?替代方案?：可替代最多5个独立晶体振荡器（XO）。

?4. 技术细节?

• ?封装与引脚?：16引脚VQFN（3.0mm×3.0mm），含裸露焊盘（DAP）用于散热。
• ?工作温度?：-40°C至105°C（环境温度）。
• ?寄存器配置?：通过I?C接口或OTP引脚选择4种预编程配置页。

?5. 设计支持?

• ?参考设计?：提供典型应用电路（如PCIe时钟分配、多XO替换方案）。
• ?布局建议?：强调差分对布线、电源去耦及热焊盘连接。

?6. 文档与工具?

• 配套资源包括配置指南（LMK3H0102 Configuration Guide）、评估模块（EVM）用户手册及TICS Pro配置工具。

?总结?：LMK3H0102-Q1是一款高集成度、低抖动的汽车级时钟发生器，适用于对时序要求严苛的PCIe和车载系统，其无晶体设计显著简化了硬件布局并提升可靠性。