Proč síťová zařízení používají jako frekvence 25MHz a jeho násobky?

Proč síťová zařízení používají jako frekvence 25MHz a jeho násobky?

V síťových zařízeních, jako jsou síťové karty, přepínače, směrovače a ethernetová zařízení, je výběr frekvence krystalového oscilátoru určen základními funkcemi zařízení, požadavky na čipy a standardy komunikačních protokolů. Použití krystalových oscilátorů s frekvencí 25MHz a jejími násobky je způsobeno především těsnou souvztažností tohoto frekvenčního systému s ethernetovými standardy, komunikačními protokoly a architekturami čipů, což umožňuje zjednodušený návrh, snížení nákladů a lepší výkon. Podrobné vysvětlení je uvedeno níže:

I. Proč zvolit 25MHz jako základní frekvenci?

25MHz není libovolně zvolená hodnota. Je široce používán, protože má celočíselný vícenásobný vztah s několika základními frekvencemi v síťové komunikaci, což usnadňuje násobení nebo dělení frekvence.

1.1 Splňuje standardní frekvenční požadavky Ethernetu

Fast Ethernet (100BASE-TX): Jako frekvenci přenosu dat používá 25MHz hodiny.

Gigabit Ethernet (1000BASE-T): Používá takt 125 MHz, což je 25 MHz × 5.

10GbE (10 Gigabit Ethernet) a vyšší: Ačkoli je hlavní taktovací frekvence vyšší (např. 156,25 MHz), lze ji obvykle odvodit vynásobením 25MHz krystalového oscilátoru prostřednictvím PLL.

To znamená, že 25 MHz jako základní hodinová frekvence může přímo nebo nepřímo podporovat provozní frekvence PHY/MAC pro běžné rychlosti Ethernetu.

II. Komfort technické implementace

2.1 Snadné násobení frekvence pomocí PLL

Síťové čipy (jako jsou PHY, MAC a přepínací čipy) často interně používají obvody PLL (Phase Locked Loop) ke generování požadovaných provozních hodinových frekvencí. 25MHz je střední vstupní frekvence, která dokáže efektivně generovat běžné vysokorychlostní-frekvence, jako například:

25 MHz × 2=50 MHz

25 MHz × 4=100 MHz

25 MHz × 5=125 MHz

25MHz × 6.25=156.25MHz (pro 10GbE)

Protože 25 MHz je základní frekvence se snadným--počítáním nízkých celočíselných násobků, zjednodušuje to návrh PLL, umožňuje rychlejší zamykání a zajišťuje stabilnější výstup.

2.2 Kompatibilní s běžnými požadavky na čipy

Většina výrobců čipů síťových zařízení (jako Broadcom, Realtek, Marvell, Intel atd.) výslovně podporuje vstup 25MHz krystalového oscilátoru v požadavcích na vstupní hodiny svých čipů PHY nebo MAC nebo poskytuje provozní režimy pro vstup 25MHz.

III. Výhody v oblasti EMC, návrhu obvodů a nákladů

3.1 Lepší kontrola EMI a vysoká integrita signálu

Ve srovnání s krystalovými oscilátory s vyššími frekvencemi (např. 50MHz, 100MHz, 125MHz, 150MHz a 200MHz) nabízí 25MHz významné výhody z hlediska elektromagnetického rušení (EMI):

Nižší základní frekvence má za následek méně harmonických interferencí;

Směrování desky plošných spojů je snazší v souladu s konstrukčními specifikacemi EMI;

Nižší požadavky na kryty a integritu napájení, což usnadňuje integraci systému.

3.2 Vyspělé, stabilní a nákladově{1}}efektivní krystalové oscilátory

25MHz krystalové oscilátory patří mezi nejpoužívanější frekvence v elektronickém průmyslu s následujícími výhodami:

Bohaté{0}}neprodejné{1}}produkty a široká škála typů;

Nízké výrobní náklady a dostupné pořizovací ceny;

Vyspělý dodavatelský řetězec s krátkými dodacími lhůtami a stabilní kvalitou.

To je velmi atraktivní pro výrobce síťových zařízení zabývajících se-výrobou ve velkém měřítku.

IV. Příklad aplikace v praktickém designu

Vezměme si jako příklad gigabitový ethernetový přepínač:

Hlavní řídicí čip vyžaduje vstupní pracovní frekvenci 125 MHz;

V návrhu může být použit 25MHz krystalový oscilátor a frekvence může být vynásobena na 125MHz pomocí čipu vestavěného-v PLL;

Mezitím mohou být 25MHz hodiny distribuovány do jiných modulů (jako jsou PHY, MAC nebo moduly synchronizace hodin) prostřednictvím stromu hodin;

Tím se dosáhne jednotného zdroje hodin, zjednoduší se architektura hodin a sníží se složitost systému a náklady.

Shrnutí

Důvody, proč síťová zařízení používají 25MHz a jeho násobky jako frekvence krystalového oscilátoru, lze shrnout následovně:

Hangjing Crystal Oscilators jsou široce používány v síťových zařízeních (síťové karty, přepínače, routery, Ethernet). Kromě průmyslových-výrobků nabízíme také široko{2}}vysokoteplotní{3}}stabilní krystalové oscilátory (-55~+125 stupňů) a můžeme poskytnout aplikace krystalových oscilátorů a řešení přizpůsobení. Pokud máte relevantní potřeby, neváhejte kontaktovat prodejní nebo technický personál společnosti Hangjing.