スカイワークス社のクロック製品には、水晶発振器(XO)、クロックジェネレーター、ジッタークリーナー、バッファーがあります。
本記事では、これらの製品の中でもジッタークリーナーに注目し、製品ラインアップとその特長をご紹介します。
ジッタークリーナーの役割
近年、データセンター、通信インフラ、産業機器などの分野では、高速化・大容量化に伴い、クロック信号の品質に対する要求がますます高まっています。こうした要求に応えるため、入力クロックのジッターを低減できるジッタークリーナーの採用が拡大しています。
ジッタークリーナーは、入力クロックを内部のPLL(位相同期回路)で再生成することで、入力信号に含まれるジッター成分を大幅に低減するタイミングデバイスです。
また、クロックジェネレーターと同様の機能も備えており、以下のような役割を担います。
・複数クロックの生成
・周波数変換
・クロック分配
これらの機能により、1つの高品質なクロック源から複数のデバイスへ最適なクロックを供給できます。
そのため、FPGA、SoC、高速インターフェースなど、クロック品質が重要なシステムにおいて広く利用されています。
さらに、スカイワークス社のジッタークリーナーには、システムの信頼性を高めるための冗長性機能として「ホールドオーバー(Holdover)」機能が搭載されています。
ホールドオーバーとは、入力クロックが喪失した場合でも、内部の発振器とPLLを利用してクロック出力を継続する機能です。
これにより、外部クロックが一時的に停止しても、システム全体のクロック供給を維持できます。
この機能は、クロック停止がシステム障害につながる環境において特に有効です。
例えば、通信インフラ機器や医療機器など、継続的な動作が求められるシステムでは大きなメリットとなります。
スカイワークス社 ジッタークリーナー製品ラインアップ一覧
スカイワークス社のジッタークリーナー製品ラインアップを以下に示します。
近年、データセンター、通信インフラ、放送機器、産業機器などにおいて、高精度なクロック品質への要求はますます高まっています。
こうした要求に応えるのが、スカイワークス社のジッタークリーナー製品群です。
スカイワークス社は、業界トップクラスの低ジッター性能と柔軟なクロック設計を実現する設定ツールを提供しており、幅広いアプリケーションに対応しています。
以下、ジッタークリーナー製品一覧表です。
スカイワークス社ジッタークリーナーのご紹介
最新ジッタークリーナーSKY6310xシリーズ
スカイワークス社の最新ジッタークリーナーであるSKY6310xシリーズは、超低ジッター性能と柔軟なクロック生成機能を備えた次世代タイミングデバイスです。
データセンター、AIアクセラレータ、通信機器など、高速インターフェース向けのクロック生成用途に適しています。
本シリーズは45 fsクラスの超低ジッター性能を実現しており、PCIe Gen7などの次世代高速インターフェースにも対応しています。
型番ルールとして、SKY6310xシリーズでは末尾の番号によってPLL数と出力数が異なります。
- SKY63101(PLL:1)、SKY63102(PLL:2)、SKY63103(PLL:3):16出力
- SKY63104(PLL:1)、SKY63105(PLL:2)、SKY63106(PLL:3):12出力
また、本シリーズには従来のジッタークリーナーにはなかったスペクトラム拡散機能が搭載されています。
さらに、PCIe Gen7対応のクロック生成にも対応しており、AIアクセラレータカードやデータセンターサーバーなど、高速データ処理が求められるシステムに適しています。
SKY6310xシリーズ ターゲットアプリケーション
・5G/基地局
・AIアクセラレーションカード
・光伝送装置(WDM)
・放送用/医療用機器
・測定器/半導体製造装置
スカイワークス主力のSi539x/SI534xシリーズ
スカイワークス社のジッタークリーナーの中でも、FPGAやSoCのリファレンスクロック用途で広く採用されているのがSi539x/Si534xシリーズです。
多くのFPGAベンダーのリファレンスデザインにも採用されており、通信機器、データセンター機器、産業機器など幅広い分野で利用されています。
Si539xシリーズとSi534xシリーズの主な違いは、出力本数とジッター性能です。
Si539xシリーズのSi5392(2出力)、Si5394(4出力)、Si5395(12出力)は、約69 fsのジッター性能を実現しています。
一方、Si534xシリーズのSi5342(2出力)、Si5344(4出力)、Si5345(10出力)は、約100 fsのジッター性能を実現しています。
また、Si539xシリーズとSi534xシリーズはピンコンパチブル設計となっているため、既にSi534xシリーズを採用しているシステムでは、基板設計を変更することなくSi539xシリーズへ置き換えることが可能です。
これにより、設計変更リスクを抑えながら、クロック性能やシステム性能の向上を実現できます。
Si5392/94/95シリーズ ターゲットアプリケーション
・光伝送装置(WDM)
・放送用/医療用機器
・測定器/半導体製造装置
まとめ
ジッタークリーナーは、入力クロックを内部PLLで再生成することによりジッターを低減し、高品質なクロック信号を生成するタイミングデバイスです。
また、クロックジェネレーターと同様に、複数クロック生成、周波数変換、クロック分配といった機能を備えており、1つの高品質なクロック源から複数のデバイスへ最適なクロックを供給できます。
さらに、スカイワークス社のジッタークリーナーには、入力クロック喪失時にもクロック出力を継続できるホールドオーバー機能が搭載されています。
この機能により、クロック停止が許されない通信インフラ機器や医療機器などのシステムにおいて、高い信頼性を実現できます。
近年、データセンター、AIアクセラレータ、通信インフラなどでは、これまで以上に高精度なクロック品質が求められています。
スカイワークス社のジッタークリーナーは、優れた低ジッター性能と柔軟なクロック生成機能により、こうした要求に応えるソリューションとして幅広い分野で採用されています。
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