对于各种数位电子装置来说,提供「心跳」讯号的时脉产生器(Clock Generator)是不可或缺的晶片,而零延迟缓冲元件(Zero Delay Buffer;ZDB)则在整个系统设计中提供信号还原、加强功能,除保证相位一致,还可以除频、倍频,​​及具有电源中止的保护管理功能。 Cypress在此系列产品着墨甚深,其相关产品已被广泛应用在3C及工业等领域。为因应市场对高弹性设计的需求,近来也陆续推出可编程的时脉产生器及ZBD,并搭配一套简化时脉设计流程的Cyber​​Clock时脉工具组。

Cypress台湾区应用工程经理谢明忠
Cypress台湾区应用工程经理谢明忠

Cypress台湾区应用工程经理谢明忠表示,锁相回路(PLL)技术可以说是时脉控制的技术核心,采用此技术取代晶体振荡器,不但能产生同样的信号品质,而且弹性设计输出时脉,更能节省可观的成本;若再加上记忆体及高阶的制程、封装技术,即可大幅提升时脉产生与控制的设计弹性,而这也是Cypress时脉技术部门一直以来的努力重点。

为能协助系统设计人员透过PC的编程模拟环境即时进行客制化设计,Cypress新一代的时脉产生器(CY27EE16)已具备I2C介面,而且内建充电引擎;为储存时脉组态资料,除内含2Kbit的EEPROM记忆体外,另搭配16Kbit的独立EEPROM记忆体,以提供系统设计人员储存其他系统资讯,也可用来建立多组时脉组态。

在ZBD的部分,谢明忠指出,新款的CY23FP12是一套高效能的200MHz时脉配置元件,预定在今年第三季推出。这是一款具备整套时脉配置产品功能的单晶片方案,不仅整合于Cypress的专利型非挥发型矽氧化氮氧化矽(silicon oxide nitride oxide silicon, SONOS)技术,并可透过制造厂或桌上型平台编译程式直接进行编程。

过去要针对时脉进行设定,设计工程师得具备PLL的技术背景,为简化设定输入与输出时脉的需求,并运算出最佳的组态,Cypress在今年初推出时脉研发工具组- Cyber​​Clocks。此款新软体针对可编程时脉的设定提供一套"黑箱"作业模式,也就是能自动搜寻最佳化的时脉解决方案,并确保PLL系统在任何有效的可编程条件与规格参数下,达到理想的稳定度。谢明忠强调,透过此工具的协助,系统设计人员不需求助熟悉PLL技术的外部人员,也能以现场编程方式在五分钟即可完成设定。

在时脉晶片的技术发展上,避免电磁干扰(EMI)仍是设计上的挑战。谢明忠表示,在采用EEPROM非挥发性记忆体来储存时脉组态后,已可排除系统启动时的干扰问题,但对于其他电子系统幅射出的电磁干扰,Cypress则已提出展频(Spectrum)技术来因应。随着处理器等元件的更小化,需要较低的供电电压,朝向支援1.8V LVDS等低输出电压技术发展,将是时脉晶片下阶段的一大重点。 (采访、摄影\欧敏铨)