Защо мрежовите устройства използват 25MHz и неговите кратни като честоти?

Защо мрежовите устройства използват 25MHz и неговите кратни като честоти?

В мрежови устройства като мрежови карти, комутатори, рутери и Ethernet оборудване, изборът на честота на кристален осцилатор се определя от основните функции на устройството, изискванията към чипа и стандартите за комуникационни протоколи. Използването на кристални осцилатори с честота от 25MHz и нейните кратни се дължи главно на тясното съответствие на тази честотна система с Ethernet стандартите, комуникационните протоколи и чиповите архитектури, което позволява опростен дизайн, намалени разходи и подобрена производителност. По-долу е дадено подробно обяснение:

I. Защо да изберете 25MHz като базова честота?

25MHz не е произволно избрана стойност. Той се използва широко, защото има целочислена множествена връзка с няколко основни честоти в мрежовата комуникация, улеснявайки умножаването или разделянето на честотите.

1.1 Отговаря на стандартните изисквания за честота на Ethernet

Fast Ethernet (100BASE-TX): Използва часовник от 25MHz като честота за предаване на данни.

Gigabit Ethernet (1000BASE-T): Използва часовник от 125MHz, което е 25MHz × 5.

10GbE (10 Gigabit Ethernet) и по-горе: Въпреки че основната тактова честота е по-висока (напр. 156,25MHz), тя обикновено може да бъде получена чрез умножаване на 25MHz кристален осцилатор чрез PLL.

Това показва, че 25MHz, като основна тактова честота, може пряко или косвено да поддържа работните честоти на PHY/MAC за основните Ethernet скорости.

II. Удобство на техническото изпълнение

2.1 Лесно умножение на честотата чрез PLL

Мрежовите чипове (като PHY, MAC и превключващи чипове) често използват PLL (Phase Locked Loop) вериги вътрешно, за да генерират необходимите работни тактови честоти. 25MHz е умерена входна честота, която може ефективно да генерира често срещани високо-скоростни честоти, като например:

25MHz × 2=50MHz

25MHz × 4=100MHz

25MHz × 5=125MHz

25MHz × 6.25=156.25MHz (за 10GbE)

Тъй като 25MHz е базова честота с лесни-за-изчисляване ниски цели числа, тя опростява дизайна на PLL, позволява по-бързо заключване и гарантира по-стабилен изход.

2.2 Съвместим с основните изисквания за чипове

Повечето производители на чипове за мрежови устройства (като Broadcom, Realtek, Marvell, Intel и т.н.) изрично поддържат 25MHz кристален осцилаторен вход в изискванията за входен часовник на техните PHY или MAC чипове или предоставят режими на работа за 25MHz вход.

III. Предимства в EMC, дизайн на верига и цена

3.1 По-добър EMI контрол и висока цялост на сигнала

В сравнение с кристални осцилатори с по-високи честоти (напр. 50MHz, 100MHz, 125MHz, 150MHz и 200MHz), 25MHz предлага значителни предимства по отношение на електромагнитни смущения (EMI):

По-ниската основна честота води до по-малко хармонични смущения;

Маршрутизирането на печатни платки е по-лесно за съответствие със спецификациите на дизайна на EMI;

По-ниски изисквания за корпуси и цялост на захранването, което улеснява системната интеграция.

3.2 Зрели, стабилни и-рентабилни кристални осцилатори

25MHz кристални осцилатори са сред най-широко използваните честоти в електронната индустрия със следните предимства:

Изобилие от--продукти от рафта и голямо разнообразие от видове;

Ниски производствени разходи и достъпни цени за доставка;

Зряла верига за доставки с кратки срокове за изпълнение и стабилно качество.

Това е много привлекателно за производителите на мрежови устройства, ангажирани в-мащабно производство.

IV. Пример за приложение в практически дизайн

Като пример вземем Gigabit Ethernet комутатор:

Основният контролен чип изисква входна работна честота от 125MHz;

В дизайна може да се използва 25MHz кристален осцилатор и честотата може да се умножи до 125MHz чрез вградената-в PLL на чипа;

Междувременно часовникът от 25MHz може да бъде разпределен към други модули (като PHY, MAC или модули за синхронизиране на часовника) чрез дърво на часовника;

Това постига унифициран източник на часовник, опростява архитектурата на часовника и намалява сложността на системата и разходите.

Резюме

Причините, поради които мрежовите устройства използват 25MHz и неговите кратни като честоти на кристален осцилатор, могат да бъдат обобщени, както следва:

Кристалните осцилатори Hangjing се използват широко в мрежови устройства (мрежови карти, комутатори, рутери, Ethernet). В допълнение към промишлени-продукти, ние също така предлагаме широки-температурни високо{3}}стабилни кристални осцилатори (-55~+125 градуса ) и можем да осигурим приложение на кристални осцилатори и подходящи решения. Ако имате подходящи нужди, не се колебайте да се свържете с търговския или техническия персонал на Hangjing.