时钟设计专题：掌握时钟设计技巧，加速电子产品设计

掌握时钟设计技巧，加速电子产品设计

Richard Zhang
网站主编

时钟是所有电子系统的心脏，其性能和稳定性直接决定着整个系统的性能。传统的数字时钟系统由晶振(OSC)、频率合成器(FS)或频率时序发生器(FTG)、时钟缓冲器等基本元器件构成。现代电子产品所采用的时钟器件更加精确，而且功能更加丰富。时钟器件决定着经过电路板的信号的节奏和精度，它在电子产品中无所不在，形状、尺寸和种类也多种多样，如高速、低速、低功率、低歪斜、多输出、单输出、单电压、多电压、零延迟、可编程等等，此外又可划分为面向内存、电信、网络设备、打印机、多媒体等应用的时钟产品。

近年来，虽然已经建立了很多成熟的设计方法用以解决数字系统中时钟解决方案的难点。但是，随着系统复杂度的不断提高，所需的时钟种类越来越多，用传统时钟系统设计方法很难满足设计需求。特别是对于一个较复杂的时钟系统，由于采用了众多的分立元器件，会给整个系统带来如下挑战：

需要较多时钟缓冲器以满足不同的I/O标准；
需要多个OSC或者高集成度FTG/FS满足多个不同频率的时钟输出；
由于累加效应，对时钟系统中每个元件的偏斜(Skew)、抖动等指标提出了苛刻的要求；
如果需要零延时缓冲还需要使用ZDB；
PCB设计与布线造成了一定的困难；
增加了系统成本；
EMI和串扰较大；
需要磁珠或者旁路电容完成噪声滤波；
由于单点故障因素使整个系统的可靠性下降；
设计复杂，调试困难。

在时钟设计中要涉及的因素非常多，如时钟缓冲器设计、驱动器设计、时钟抖动、电源过滤、PCB布线、锁相环级链、电磁干扰等等，如何获得纯净、稳定的时钟是工程师的终极目标。为此，我们特别推出“时钟设计专题”并同步推出时钟设计难点与解决专题讨论，帮助工程师解决时钟设计方面的难题。我们欢迎广大工程师积极参与讨论和提供有关时钟设计信息，以使我们专题更丰富！！

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