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器件3D模型￥ 41.665
DP83640TVVX/NOPB 其他数据使用手册 - TI（德州仪器）
制造商:
TI（德州仪器）
分类:
接口芯片
封装:
LQFP-48
描述:
DP83640高精度PHYTER - IEEE 1588精密时间协议收发器 DP83640 Precision PHYTER - IEEE 1588 Precision Time Protocol Transceiver
Pictures:
3D模型
符号图
焊盘图
引脚图
产品图
DP83640TVVX/NOPB数据手册
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of 6 Go
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1.0
引言
许多工业、测试和测量、通信应用都要求高精度的时钟
信号以便同步控制信号和捕捉数据等。在标准以太网中应用
的
IEEE 1588
精密时间协议（
PTP
）为传播主时钟时序给系
统中的许多结点提供了一种方法。当前的实现方法单纯依靠
软件，或软件和
FPGA
或
ASIC
的混合。尽管用这些实现方法
的结点能基于主时钟来产生时钟输出信号，但这样的信号精
度不足以满足系统对极低的时钟抖动的要求。此外，系统上
的时钟相位对准也有严格要求。
DP83640
精密
PHYTER®
提
供了这两个问题的解决方案。
本应用注释适用于产品
DP83640
。
2.0
背景
DP83640
包括一个高度可配置的时钟输出信号，其与
内置的
IEEE 1588
时钟谐振。注意到谐振意味着频率相同而
相位则不必相同。这个时钟的标称频率是
250 MHz
的整除结
果，例如
250 MHz/N
，其中
N
为从
2
到
255
的整数。因此标称
频率取
980.4 kHz
到
125 MHz
之间的离散值。
DP83640
采用软件辅助的速率纠正来限制本地时钟和主
参考时钟之间的频率失调。最终输出频率结合的速率纠正参
数（例如
ppm
失调）与内置
IEEE 1588
时钟时序上的相同。
因为速率纠正的单位是亚毫微秒（
1
亚毫微秒＝
2
-32
纳秒），
对时钟输出频率进行精细调谐（达十亿分之一的数量级）。
除了固定速率纠正以外，对速率纠正编程使其工作在某
特定值，持续时间短达
1/2
秒（一个“临时速率”）。在临时
速率持续时间结束后，速率纠正返回至固定速率纠正值。通
过在短时时间隔内纠正额外的频率失调，时钟输出信号不会
在频率或者相位上表现出离散阶跃。
DP83640
也提供了一种
使时钟输出信号相位对准主时钟相位的方法。与采用
8 ns
离
散精度产生的器件触发输出不同，时钟输出由可调谐的模拟
源，即频率控制振荡器（
FCO
）或相位产生模块（
PGM
）来
产生。默认情况为，在上电时激活时钟输出，工作频率为
25
MHz
，但是
1588
逻辑，包括
1588
时钟，必须在工作前作初始
化。因此时钟输出和
1588
主时钟之间的初始相位关系是未知
的。然而，明智地使用
DP83640
的特性可使时钟输出相位对
准
1588
时钟的相位。
两种
1588
时钟源各有优点。
FCO
方法提供了更好的抖动
性能，但纠正范围较小，而且为了在链接丢失事件发生时保
留时钟相位，在使用上有所限制。
PGM
方法没有上述限制并
能提供较大的纠正范围，但其长时间抖动性能不如
FCO
方法
那么好。
DP83640 IEEE 1588 PTP
同
步时钟输出
AN-1729
www.national.com
© 2008 National Semiconductor Corporation 300396
美国国家半导体公司
应用注释
1729
Ben Buchanan
2008
年
5
月
1
日
DP83640 IEEE 1588 PTP
同步时钟输出
3.0
理论
3.1
速率纠正
IEEE 1588
时钟输出速率纠正功能利用了与内置
1588
时
钟相同的逻辑。
DP83640
包括
26
位速率纠正参数，以每个参
考时钟周期内的亚毫微秒数为单位。在软件控制下，当本地
参考时钟比主时钟运行较慢时，速率纠正为正值，当本地参
考时钟比主时钟运行更快时，速率纠正表现为负值。以每
8
纳
秒时钟周期
1
亚毫微秒的速率纠正间隔，时钟输出是可调的，
增量为
2
-32
亚毫微秒
/ 8
纳秒
=
十亿分之
0.029
（
ppb
）。
采用
PTP
速率控制寄存器（
PTP_RATEH
和
PTP_RATEL
）和
PTP
临时速率控制寄存器（
PTP_TRDH
和
PTP_TRDL
）来控制
PTP
速率。
固定速率纠正可以如下方式编程：
1.
将速率方向（
0x8000
表示更高，
0x0000
表示更低）
和该值的上
10
位写入
PTP_RATEH
寄存器中。
2.
将该值的低
16
位写入
PTP_RATEL
寄存器。在速率写
到
PTP_RATEL
时即生效。
举例：设定固定速率纠正至相对于主时钟的
-100 ppm
1.
因为标称参考时钟周期为
8 ns
，
100 ppm
为
0.0008 ns
，
即
0.0008 * 2
32
亚毫微秒，大约等于
3435974
亚毫微秒
（
0x346DC6
）。
2.
将
0x8034
写入
PTP_RATEH
。
3.
将
0x6DC6
写入
PTP_RATEL
。
除了也必须设定
PTP_RATEH
的第
14
位（
0x4000
）以
外，一个临时的速率纠正以编程固定速率纠正类似的方法得
以编成。因为临时速率在写入
PTP_RATEL
寄存器时立即生
效，所以在设定临时速率前必须对
PTP
临时速率延时寄存器
进行编程。在临时速率持续时间结束后，将速率纠正数值切
换回到固定速率纠正数值。临时速率延时必须按以下方式配
置：
1.
临时速率持续时间为一个
26
位的数，单位是时钟周
期。在默认的
8 ns
参考时钟周期时，最大持续时间约
为
537 ms
。
2.
将临时速率持续时间的上
10
位写入
PTP_TRDH
。
3.
将临时速率持续时间的低
16
位写入
PTP_TRDL
。在写
该寄存器时临时速率持续时间立即生效，并且会保持
恒定，直到通过写寄存器操作进行修改。通常不需要
改变临时速率的持续时间。
PHYTER® is a registered trademark of National Semiconductor.
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