PCIe助于實現(xiàn)面向未來的時鐘設計

PCIe Express Gen6 基本規(guī)范已經發(fā)布，供應鏈與我寫上一篇文章時大不相同。所以現(xiàn)在是重新審視“面向未來”的好時機。當系統(tǒng)設計人員談論未來的驗證時，我們指的是為多代產品重復使用設計的嘗試。有時這意味著預測某些技術的發(fā)展，這樣一個人的項目就不會過早地過時。也就是說，有些事情是無法預料的。對于瑞薩來說，當前供應鏈環(huán)境中的未來驗證包括為新設備選擇具有足夠上行能力的工藝節(jié)點。

在之前的博客文章中，比較和對比 PCIe 和以太網時鐘抖動規(guī)范，我提到 PCI SIG 正在以更快的速度發(fā)布新規(guī)范。Gen3 和 Gen4 規(guī)范發(fā)布之間的 7 年間隔長得令人無法接受。Gen5 規(guī)范在 Gen4 之后不到 2 年發(fā)布，Gen6 規(guī)范在 2022 年 1 月發(fā)布，距離 Gen5 規(guī)范發(fā)布不到 3 年。

這種更快的速度如何影響未來的打樣？在 PCIe Gen3 系統(tǒng)上市之前，PCIe Gen2 系統(tǒng)中使用的計時設備可以使用近十年。十年的重復使用非常具有成本效益。新 PCIe 規(guī)范的更快發(fā)布意味著支持新規(guī)范的系統(tǒng)的更快發(fā)布。這意味著設計很可能可以在更短的時間內重復使用。當瑞薩電子設計 PCIe 時鐘芯片時，我們總是試圖超越提出的性能規(guī)格。我們?yōu)?PCIe Gen3 （ 9FGL02 / 04 / 06 / 08 ） 設計的幾個時鐘支持 PCIe Gen4 和 Gen5。我們的許多 PCIe Gen4 時鐘支持 PCIe Gen5 和 PCIe Gen6 （ 9FGV1002 /9FGV1006）。我們新的9SQ440服務器主時鐘，旨在支持 PCIe Gen5，還支持 PCIe Gen6，有余量（40fs RMS 相對于 100fs RMS 規(guī)格限制）。由于較新的 PCIe 代始終向后兼容較舊的代，因此這些較新的設備也可用于支持較舊的設計。瑞薩電子和我們的客戶都享有以下優(yōu)勢：

客戶可以提高當今系統(tǒng)的性能余量，并可以繼續(xù)將這些部件用于下一代設計。這降低了采購成本、鑒定工作和設計時間。

瑞薩電子可以增加時鐘芯片的使用壽命，提高可靠性并帶來額外的供應鏈優(yōu)勢，這些優(yōu)勢也惠及我們的客戶。

圖 1 顯示了 PCI Express 自開發(fā)以來的時間線。時間線的上半部分列出了每個 PCIe 規(guī)范的發(fā)布日期。下半部分顯示了瑞薩電子每代符合 PCIe 標準的時鐘的上市日期。一般來說，時鐘在規(guī)格發(fā)布之前就已經可用。迄今為止，PCIe Gen1 是個例外，當時整個行業(yè)都在將全新的技術生態(tài)系統(tǒng)推向市場。

圖像

圖 1：PCI Express 開發(fā)時間表

從發(fā)布 PCI Express 規(guī)范到部署兼容系統(tǒng)之間的時間可能很長，在某些情況下可能需要數(shù)年。如圖 1 所示，瑞薩在 2015 年底推出了符合 PCIe Gen4 標準的部件，PCIe Gen4 規(guī)范于 2017 年底發(fā)布，PCIe Gen4 系統(tǒng)于 2019 年年中開始出貨。當我們擁有符合未發(fā)布規(guī)范的設備時，我們注意到它們已為下一代做好準備。我們在 2015 年底推出的設備被描述為支持 Gen4。2017 年，我們發(fā)布了支持 Gen5 的設備，并在 2020 年推出了支持 Gen6 的部件。今天，我們推出了符合 Gen6 標準的設備，并且正在關注 Gen7！

時鐘芯片不僅僅是抖動性能。為了說明這一點，我想用一個跑車類比。跑車比馬力更重要。制動能力、轉向和牽引力都會影響汽車在賽道上的速度。德國有一條公路賽道，叫做紐博格林。高性能汽車制造商在這條賽道上開發(fā)汽車?？焖倥懿叫枰獎恿?、制動、轉向、牽引力和可預測的行為。來自特定制造商的 2015 年型號在 7 分 20 秒 （7:20） 內完成了課程。這輛車的發(fā)動機產生了 368kW（493hp）的功率。同一輛車的 2018 年車型配備可產生 383 千瓦（513 馬力）的發(fā)動機，并在制動、操控和牽引力方面進行了多項改進。它在 6:56.4 運行相同的課程！

類比適用于瑞薩的時序。時鐘芯片還有更多的抖動性能。在異常條件下提供可預測行為的特性、減少的傳播延遲、嚴格的輸出到輸出偏差和出色的抖動性能都有助于實現(xiàn)面向未來的時鐘設計。查看新的RC19024 / 20 / 16 / 13 / 08 / 04系列時鐘緩沖器和RC19216 / 08 / 04 / 02系列時鐘多路復用器，了解一些出色的示例。

關于作者：羅恩·韋德

審核編輯：郭婷