摘要

　　本文首先主要介紹了TI 的新一代時鐘產品LMK0480X 的holdover 功能和指標，以及在新一代的無線C-RAN 網絡中的應用。通過對LMK0480X holdover 的指標分析，證明LMK04808 完全滿足通信網絡的時鐘倒換的需求。

　　1、Holdover 功能的引入

　　在目前的通信系統(tǒng)當中，無論是有線還是無線，都是一個時鐘同步系統(tǒng)。參考時鐘從宿源端通過網絡傳遞給系統(tǒng)中的各個設備；為了提高系統(tǒng)中各個設備的穩(wěn)定性，同時為了提高系統(tǒng)中設備對于不同應用的靈活性，一般都有超過一路的參考時鐘輸入到設備中。當設備中的時鐘單元在這些輸入的參考時鐘中切換時，要使時鐘單元的輸出要保持性能和時鐘的穩(wěn)定性，這就要求時鐘電路具備holdover 功能，支持參考時鐘hitless 切換。

　　以往的模擬時鐘電路中所謂的holdover 功能，只是當發(fā)生時鐘切換時，鑒相器的電荷泵被強制輸出到VCC/2；但某些情況下，時鐘鎖定時的電荷泵電壓和VCC/2 差別比較大，這樣在時鐘切換的過程中，輸出時鐘的跳變可能會超出系統(tǒng)所能允許的范圍，造成系統(tǒng)的時序紊亂。

　　在TI 最新的時鐘去抖芯片LMK048XX 系列中，增加了電荷泵電壓跟蹤電路；這個電路實時采樣電荷本電壓并且保存更新到芯片的集成DAC 上；當芯片在輸入時鐘切換的過程中，電荷泵電壓輸出切換到DAC 的輸出上，這樣在參考時鐘切換前后，壓控電壓變化非常微小，保證了系統(tǒng)時鐘的穩(wěn)定性。

　　LMK0480XX 系列時鐘器件的Holdover 功能是真正的hitless switch，下面的章節(jié)將詳細介紹holdover 的整個過程及相關的指標。

　　2、LMK0480x 系列產品holdover 功能介紹

　　LMK048xx 系列是TI 推出的新一代時鐘去抖芯片，采用了兩級鎖相環(huán)級聯的架構。第一級鎖相環(huán)，利用窄帶環(huán)路濾波器和外部VCXO，主要完成對輸入參考時鐘去抖；第二級環(huán)路濾波器主要利用高性能的內部鎖相環(huán)生成系統(tǒng)需要的各種時鐘。上文提到的Holdover 功能是第一級鎖相環(huán)具備的功能。

　　Figure 1 LMK0480X holdover 架構

　　上圖是LMK048XX holdover 的功能框圖。其中，CLKin0 和CLKin1 分別是來自網絡的兩個參考時鐘，選擇一路作為時鐘芯片以及系統(tǒng)的主時鐘。當網絡設備發(fā)生主從倒換或者業(yè)務切換時，時鐘芯片的參考時鐘也隨之切換。觸發(fā)參考時鐘切換的條件可以為a. PLL1 的DLD 狀態(tài)，b.外部管腳的硬件控制，c. 內部寄存器控制。下面的討論我們假定切換是以PLL1 的DLD 狀態(tài)觸發(fā)的。

　　當LMK048XX holdover 功能使能時，一個完整的參考切換過程如下圖所示，主要分為如下幾個步驟：

　　Figure 2 LMK0480X holdover 流程

　　Step1： PLL1 正常鎖定在CLKin0， PLL1 DLD 為高；LMK048XX 集成的counter ADC 跟蹤VCXO 的壓控電壓并更新集成的counter DAC， 更新的速率為PDF/DAC_CLK_DIV，每個更新周期內上升或下降一個LSB。

　　Step2：當CLKin0 由于某些原因丟失或出現比較大的頻率誤差時，PLL1 的鑒相誤差超過鎖定窗口（PLL1_WND_SIZE），DLD 為低；DLD 為低時，ADC 停止跟蹤壓控電壓及更新DAC，DAC 的輸出保持在最后鎖定時的壓控電壓；DLD 拉低同時觸發(fā)LMK048XX 進入holdover 狀態(tài)，內部開關切換VCXO 的壓控電壓到DAC 輸出。