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LMK3H0102EVM評估模塊深度解析與技術(shù)應(yīng)用指南

科技觀察員 ? 2025-09-05 09:56 ? 次閱讀
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Texas Instruments LMK3H0102EVM評估模塊 (EVM) 提供一個完整的時鐘平臺,用于評估LMK3H0102的時鐘性能、引腳配置、軟件配置和功能。Texas Instruments LMK3H0102是一款集成有基于BAW(體聲波)的振蕩器時鐘發(fā)生器。

數(shù)據(jù)手冊:*附件:Texas Instruments LMK3H0102EVM 評估模塊(EVM)數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

  • 業(yè)內(nèi)首款基于BAW的無基準(zhǔn)時鐘發(fā)生器
  • 只能通過USB供電,可選擇外接電源
  • 通過TICS Pro GUI提供軟件支持,用于生成配置

板布局

1.png

LMK3H0102EVM評估模塊深度解析與技術(shù)應(yīng)用指南

一、評估模塊核心特性與系統(tǒng)架構(gòu)

Texas Instruments LMK3H0102EVM是一款基于BAW(體聲波)技術(shù)的參考時鐘生成器評估平臺,專為PCIe Gen1-Gen6時鐘應(yīng)用設(shè)計。該模塊集成了LMK3H0102雙輸出時鐘發(fā)生器,具有以下創(chuàng)新特性:

?革命性技術(shù)突破?:

  • ?集成BAW諧振器?:消除對外部參考時鐘的需求,提供2467MHz基礎(chǔ)頻率
  • ?雙獨(dú)立輸出通道?:支持100MHz默認(rèn)頻率(可編程范圍12.5-400MHz)
  • ?多模式配置?:支持I2C模式(默認(rèn))和OTP模式(4個預(yù)編程頁面)
  • ?靈活供電方案?:可通過USB(5V)或外部電源(1.8-3.3V)供電

?模塊接口配置?:

  • ?時鐘輸出?:4個SMA連接器(OUT0_P/N,OUT1_P/N)支持LP-HCSL/LVDS/LVCMOS
  • ?控制接口?:板載USB-to-I2C轉(zhuǎn)換器MSP430F5529 MCU
  • ?擴(kuò)展接口?:支持外部USB2ANY模塊連接(J21)

二、硬件設(shè)計與配置詳解

1. 電源管理系統(tǒng)

LMK3H0102EVM采用三級供電架構(gòu),支持多種配置組合:

?電源域配置選項(xiàng)?:

跳線功能配置選項(xiàng)
J13DC_SRC選擇USB 5V或EXT_DC作為板載穩(wěn)壓器輸入
J15DCDC_FB設(shè)置DC/DC輸出(1.8V/2.5V/3.3V)
J16VDD_SEL選擇VDD電源(DC/DC、LDO或外部)
J23VDDO_SEL選擇VDDO電源(DC/DC、LDO或外部)

?典型供電方案?:

  1. ?純USB供電?:J13短接1-2,J16短接1-2,J23短接1-2
  2. ?外部電源供電?:通過J18 SMA接口輸入1.8-3.3V
  3. ?混合供電?:VDD來自LDO,VDDO來自DC/DC

2. 工作模式配置

?OTP模式配置?(通過J1-J7跳線):

  • ?頁面選擇?:J3/J7組合選擇OTP頁面0-3
  • ?輸出格式?:J5設(shè)置LP-HCSL終止阻抗(85Ω/100Ω)
  • ?典型應(yīng)用?:批量生產(chǎn)時固化配置,無需軟件干預(yù)

?I2C模式配置?(默認(rèn)):

  • ?地址設(shè)置?:J5跳線決定I2C地址(0x68-0x6B)
  • ?電平轉(zhuǎn)換?:J22控制1.8V系統(tǒng)的I2C信號電平適配
  • ?軟件控制?:通過TICS Pro實(shí)時調(diào)整所有寄存器參數(shù)

3. 時鐘輸出配置

?輸出接口特性?:

  • ?OUT0?:默認(rèn)AC耦合LP-HCSL(C6/C9=0.1μF)
  • ?OUT1?:默認(rèn)DC耦合LP-HCSL(R26/R28=49.9Ω)
  • ?REFCLK?:可配置為33Ω終端LVCMOS輸出

?輸出格式切換?:

  1. ?LP-HCSL?:適合PCIe應(yīng)用,擺幅可調(diào)(625-950mV)
  2. ?LVDS?:支持AC/DC耦合,用于高速串行接口
  3. ?LVCMOS?:最多可配置5路單端輸出

三、軟件控制與TICS Pro應(yīng)用

1. 配置向?qū)Я鞒?/h3>

?五步配置法?:

  1. ?頻率規(guī)劃?:設(shè)置OUT0/OUT1/REFCLK頻率(12.5-400MHz)
  2. ?格式選擇?:配置輸出格式與終端匹配
  3. ?OE引腳?:定義輸出使能極性(低有效/高有效)
  4. ?OTP選項(xiàng)?:定制四個OTP頁面的差異參數(shù)
  5. ?設(shè)計審查?:生成配置報告并寫入設(shè)備

?關(guān)鍵寄存器組?:

  • ?FOD控制?:FOD0_INT(0x04)、FOD0_FRAC(0x05)
  • ?輸出配置?:OUT0_CTRL(0x0C)、OUT1_CTRL(0x0D)
  • ?SSC設(shè)置?:SSC_CTRL(0x10)、SSC_STEP(0x11)

2. 實(shí)時調(diào)試功能

?三大調(diào)試界面?:

  • ?FOD控制?:讀取BAW實(shí)際頻率(典型值2467±50MHz)
  • ?輸出管理?:動態(tài)切換時鐘源(FOD0/FOD1/Edge Combiner)
  • ?系統(tǒng)設(shè)置?:調(diào)整狀態(tài)機(jī)時鐘分頻(目標(biāo)45MHz)

四、典型應(yīng)用場景與性能優(yōu)化

1. PCIe時鐘樹設(shè)計

?Gen1-Gen6配置建議?:

  • ?Gen4/5/6?:使用100MHz LP-HCSL,擺幅設(shè)為755mV
  • ?SSC配置?:選擇-0.5%下行擴(kuò)展(OTP Page3)
  • ?抖動優(yōu)化?:禁用未使用的輸出,配置快速壓擺率

2. 多板卡同步系統(tǒng)

?級聯(lián)方案?:

  1. 主EVM配置為I2C模式,輸出基準(zhǔn)時鐘
  2. 從設(shè)備配置OTP模式,通過REFCLK同步
  3. 使用TICS Pro導(dǎo)出寄存器配置批量編程

3. 信號完整性優(yōu)化

?PCB布局要點(diǎn)?:

  • 電源去耦:每個VDD引腳配置1μF陶瓷電容(C1-C3)
  • 時鐘走線:50Ω阻抗控制,長度匹配±50mil
  • 接地策略:分割模擬/數(shù)字地,單點(diǎn)連接于U1下方

五、設(shè)計資源與擴(kuò)展應(yīng)用

1. 硬件設(shè)計文件

?關(guān)鍵工程資源?:

  • ?原理圖?:包含電源樹、時鐘路由和控制邏輯
  • ?PCB文件?:4層板設(shè)計(信號-地-電源-信號)
  • ?BOM清單?:注明AEC-Q200車規(guī)級元件

2. USB2ANY系統(tǒng)編程

?量產(chǎn)編程方案?:

  1. 在目標(biāo)板預(yù)留10pin編程接口(SDA/SCL/GND)
  2. 使用USB2ANY模塊連接TICS Pro
  3. 導(dǎo)入預(yù)驗(yàn)證的寄存器配置文件(.txt格式)

3. 定制化服務(wù)

?OTP燒錄流程?:

  1. 在TICS Pro完成配置驗(yàn)證
  2. 導(dǎo)出Design Report發(fā)送至TI支持
  3. 獲取預(yù)編程芯片(LMK3H0102V33-OTP)
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