美國國家半導體推出業界首款具備 IEEE 1588 準確時間協定(PTP)硬體支援功能的乙太網路收發器
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2007-10-30 00:00
前言:
美國國家半導體公司 (National Semiconductor Corporation推出業界首款具備 IEEE 1588 準確時間協定(PTP)硬體支援功能的乙太網路收發器。這款型號為DP83640的高精度PHYTER® 收發器可確保分佈式網路上各節點能按照主機時鐘的時間同步計時,並確保各節點之間的時間偏差不會超過8ns,因此最適用於運動控制、測量儀表、資料擷取及通訊等設備。對於高效能的工廠自動化系統、測試和測量儀表以及無線通訊基礎建設設備來說,這種高精度的同步計時技術非常重要。
美國國家半導體的DP83640高精度PHYTER收發器晶片設有由硬體執行的時間戳記功能,可為接收及發送的訊息包印上時間戳記,另外又內建高度準確的IEEE 1588 時鐘。此外,這款晶片還有12條通用輸入/輸出接腳,專門負責處理同步發生的即時事件或不同的觸發訊號。DP83640晶片的特點是可以連接任何微控制器、FPGA或內建乙太網路媒體存取控制器(MAC)的特殊應用晶片(ASIC)。
DP83640晶片與現有的軟體方案或專用的硬體裝置不同,其特別之處是將IEEE 1588 高精度時間協定(PTP)功能設於晶片的實體層之內,因此可以在最靠近導線的位置記錄時間戳記,而且解析度達8ns,不但可為系統提供最準確的高精度控制功能,也確保擷取的資料出現最少的抖動。這款晶片預載4個時鐘更新演算法,用戶可以利用任何一個演算法調節電路板上的PTP時鐘,而且偏差率保證不超過10億分之一(即1ppb的準確度)。此外,這款晶片也內建頻率可以調校的高精度振盪器,因此用戶可以預先選定頻率,然後利用PTP時鐘產生低抖動時鐘輸出,而內建的收發器也可直接根據時間戳記電路的時間及PTP時鐘將各通用輸入/輸出調校至同步,以確保即時系統的每一單元都可保持同樣高的準確度。
首款裝設了DP83640高精度PHYTER收發器晶片和 MCF5234 ColdFire微控制器的 M5234BCCKIT參考電路板已正式推出,客戶可直接向Freescale訂購。有關M5234BCCKIT測試平台的詳細資料稍後將公佈於 www.freescale.com 網頁,客戶也可直接聯繫各地的Freescale行銷人員洽詢。
DP83640晶片是PHYTER系列產品的最新型號。同系列的其他型號產品還有適用於工商業系統及極端作業環境的DP83848收發器,以及業界首款可靈活切換連接埠、並可支援先進電纜診斷功能的雙埠收發器(DP83849)。PHYTER系列高效能、低功率工業用連結產品不但效能卓越,而且性能可靠,適用於多種不同的溫度範圍,保證可在惡劣的作業環境下執行正常的功能。
主要技術規格及優點
DP83640收發器晶片可以支援第1及第2版的 IEEE 1588 PTP 標準。為了確保方案更易實現,本來只負責傳送資料及控制實體層作業的標準暫存器介面也添加了另一控制功能,以便控制 IEEE 1588 PTP 功能。此外,可支援任何平台的“C" 軟體庫也可載入收發器內,因此收發器無需直接與晶片暫存器通訊。
為了提高時鐘及相位的準確度,DP83640晶片特別加設了獨特的100Mb同步乙太網路模式,以確保節點之間的時鐘漂移不會影響時鐘的準確性。此外,這款收發器晶片也可支援100Base-FX,而且還設有訊號偵測接腳,以便用戶可以選用多種不同的光纖網路收發器。
DP83640晶片還內建一套效能極高的電纜診斷工具,不但可以靈活監控連線效果,而且還可估算訊號/雜訊比,以及進行時域反射測試(TDR)。這種靈活的連線效果監控技術由美國國家半導體獨立開發,確保設計工程師可以為系統加設故障預測功能,以便不時檢查線路、找出問題所在,以及預早作出補救,因此可減少系統故障停機的時間,以及節省維修成本。
型號齊備的同步訊號路徑產品系列
美國國家半導體設計高效能類比產品(例如新的運算放大器、類比/數位轉換器及PHYTER收發器)時,皆力求新設計能確保訊號路徑保持極高的傳真度。因此,該公司的類比產品都能有效提高系統的效能。以DP83640晶片為例來說,這款晶片可搭配新推出的LMP7731和LMP7732高精度運算放大器以及最近推出的ADC121S655類比/數位轉換器,為高解析度資料擷取系統提供一個低功率而又具成本效益的解決方案。如欲進一步查詢有關美國國家半導體訊號路徑產品的資料,可瀏覽signalpath.national.com/CHT 網頁。