‌LMK3H0102-Q1 参考无晶体时钟发生器技术文档总结

LMK3H0102-Q1 是一款符合 PCIe Gen 1 至 Gen 7 标准的 2 输出无基准时钟发生器，支持扩频时钟 （SSC）。该器件基于 TI 专有的体声波 （BAW） 技术，提供 ±25ppm 时钟输出，无需任何晶体或外部时钟基准。该器件可以同时提供两个SSC时钟、两个非SSC时钟或一个SSC时钟和一个非SSC时钟。该器件符合从第 1 代到第 7 代的完全 PCIe 合规性，包括带或不带 SSC 的通用时钟、独立参考无扩展 （SRNS） 和独立参考独立扩展 （SRIS）。

该器件可以通过引脚或 I2C 接口轻松配置。外部DC/DC可用于为器件供电。有关电源滤波和从 DC/DC 获取的详细指南，请参阅电源建议。
*附件：lmk3h0102-q1.pdf

特性

• 符合 AEC-Q100 2 级标准，适用于汽车应用
• 环境温度：–40°C 至 105°C
• 功能安全功能：
  • 可用于帮助功能安全系统设计的文档
• 集成BAW谐振器，无需外部参考
• 灵活的频率生成：
  • 双通道分频器：2.5MHz至400MHz之间多达三个独特的输出频率
  • 支持高达 200MHz 的 LVCMOS 输出：1.8V、2.5V 或 3.3V
  • OUT0和OUT1引脚上的AC-LVDS、DC-LVDS、LP-HCSL和LVCMOS组合
• 总输出频率稳定性：±25ppm
• 2 种功能模式：I2C 或预编程 OTP
• 符合 PCIe Gen 1 至 Gen 7：带或不带 SSC、SRNS 和 SRIS 的通用时钟
• SSC 的极低 PCIe 抖动：
  • PCIe Gen 5 通用时钟抖动：最大 57.5fs（PCIe 限制为 150fs）
  • PCIe Gen 6 通用时钟抖动：最大 34.5fs（PCIe 限制为 100fs）
  • PCIe Gen 7 通用时钟抖动：最大 29.6 秒（PCIe 限制为 67 秒）
• 可编程 SSC 调制深度
  • 预编程：200MHz FOD频率下–0.1%、–0.25%、–0.3%和–0.5%下扩展
  • 寄存器可编程：-0.1%至-3%下扩散或±0.05%至±1.5%中心扩散
• 1.8V 至 3.3V 电源电压
• 内部LDO，PSNR为–93.1dBc，开关噪声为500kHz，用于LP-HCSL输出
• 输出到输出偏斜：<50ps
• 故障安全数字输入引脚

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
LMK3H0102-Q1是德州仪器（TI）推出的汽车级（AEC-Q100 Grade 2）参考无晶体时钟发生器，基于BAW（体声波）谐振器技术，无需外部晶体或参考时钟。主要特性包括：

• ‌输出配置‌：支持2路差分或5路单端输出，兼容PCIe Gen 1-7协议。
• ‌频率范围‌：2.5MHz至400MHz（LVCMOS最高200MHz）。
• ‌输出格式‌：支持LP-HCSL（85Ω/100Ω）、LVDS、LVCMOS（1.8V/2.5V/3.3V）。
• ‌功能模式‌：I²C编程或预编程OTP（一次性可编程）模式。
• ‌低抖动性能‌：PCIe Gen 5/6/7抖动分别低至57.5fs/34.5fs/29.6fs（均低于协议限值）。

‌2. 关键特性‌

• ‌集成BAW谐振器‌：消除对外部参考时钟的依赖，提升系统可靠性。
• ‌灵活频率生成‌：支持SSC（扩频时钟），可编程调制深度（-0.1%至-3%下扩或±0.05%至±1.5%中心扩）。
• ‌低功耗设计‌：1.8V至3.3V供电，内部LDO提供-93.1dBc PSNR（500kHz噪声抑制）。
• ‌输出同步使能‌：支持无毛刺的同步输出启停控制。

‌3. 应用场景‌

• ‌汽车电子‌：ADAS域控制器、自动驾驶、车载网关、仪表盘。
• ‌高性能计算‌：PCIe时钟生成、雷达/激光雷达（LiDAR）、服务器。
• ‌替代方案‌：可替代最多5个独立晶体振荡器（XO）。

‌4. 技术细节‌

• ‌封装与引脚‌：16引脚VQFN（3.0mm×3.0mm），含裸露焊盘（DAP）用于散热。
• ‌工作温度‌：-40°C至105°C（环境温度）。
• ‌寄存器配置‌：通过I²C接口或OTP引脚选择4种预编程配置页。

‌5. 设计支持‌

• ‌参考设计‌：提供典型应用电路（如PCIe时钟分配、多XO替换方案）。
• ‌布局建议‌：强调差分对布线、电源去耦及热焊盘连接。

‌6. 文档与工具‌

• 配套资源包括配置指南（LMK3H0102 Configuration Guide）、评估模块（EVM）用户手册及TICS Pro配置工具。

‌总结‌：LMK3H0102-Q1是一款高集成度、低抖动的汽车级时钟发生器，适用于对时序要求严苛的PCIe和车载系统，其无晶体设计显著简化了硬件布局并提升可靠性。