過去，BAW諧振器技術(shù)常被用于過濾諸如智能電話之類的通信技術(shù)中的信號(hào)。在業(yè)內(nèi)，TI首次將這項(xiàng)技術(shù)用于集成時(shí)鐘功能。
2019年2月28日，德州儀器(TI)半導(dǎo)體事業(yè)部中國(guó)業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)吳健鴻召開發(fā)布會(huì)，宣布推出基于體聲波(BAW)技術(shù)的全新嵌入式處理器和模擬芯片。發(fā)布會(huì)上，吳健鴻還展示了兩款基于TI BAW開發(fā)出的設(shè)備，分別是CC2652RB SimpleLink?無線微控制器(MCU)與LMK05318網(wǎng)絡(luò)同步器時(shí)鐘。
BAW具有體積小、設(shè)計(jì)容易以及可靠性高的特點(diǎn)
隨著5G通信和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，全球系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸速度日益加快，高精度時(shí)鐘變得愈發(fā)重要。傳統(tǒng)石英制作的時(shí)鐘產(chǎn)品設(shè)計(jì)難度高，晶體磨損后還會(huì)影響時(shí)鐘信號(hào)的穩(wěn)定性，而基于BAW技術(shù)的時(shí)鐘產(chǎn)品具有體積小、設(shè)計(jì)容易和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，能從根本上提升內(nèi)部時(shí)鐘的性能和應(yīng)用運(yùn)行速度。
BAW，中文名叫體聲波，即微型諧振器技術(shù)，這個(gè)技術(shù)可以放在不同的IC里。BAW本身不是一個(gè)產(chǎn)品，是個(gè)技術(shù)，這個(gè)技術(shù)可以用在很多不同的產(chǎn)品中。只要產(chǎn)品設(shè)計(jì)里需要牽涉到時(shí)鐘而且是那種相對(duì)復(fù)雜的時(shí)鐘時(shí)，BAW的技術(shù)就可以用到。
BAW芯片以硅為原材料，相對(duì)容易整合到產(chǎn)品中，這也是BAW技術(shù)之所以重要的原因。采用BAW技術(shù)制作的時(shí)鐘可以放在IC芯片里，從而能夠降低外界干擾，大幅提高時(shí)鐘性能。此外，由于時(shí)鐘已經(jīng)整合進(jìn)IC芯片，PCB的尺寸也能夠相應(yīng)縮小，設(shè)計(jì)面積相應(yīng)增加。
時(shí)鐘是電子系統(tǒng)中重要的組成部分，通過產(chǎn)生信號(hào)幫助每個(gè)組件同步運(yùn)行。當(dāng)工程師在設(shè)計(jì)這些需要時(shí)鐘的產(chǎn)品時(shí)，需要考慮材料的生產(chǎn)成本及設(shè)計(jì)成本。過去幾十年來，設(shè)計(jì)人員一直使用石英晶體制作時(shí)鐘產(chǎn)品，但石英晶體制作的時(shí)鐘產(chǎn)品的使用具有局限性。除了生產(chǎn)成本高昂之外，將晶體整合進(jìn)復(fù)雜的電子系統(tǒng)也并不容易。此外，石英晶體出現(xiàn)磨損時(shí)，就會(huì)抖動(dòng)或跳變，影響計(jì)時(shí)的精確性。
因此，在一些對(duì)時(shí)鐘要求嚴(yán)苛的環(huán)境中，如工業(yè)、汽車應(yīng)用或通訊設(shè)備中，采用以硅為原料的BAW技術(shù)制作的時(shí)鐘產(chǎn)品更有優(yōu)勢(shì)。
BAW有一些被應(yīng)用在工業(yè)或汽車應(yīng)用中。吳健鴻稱，當(dāng)PCB板有很大的震動(dòng)時(shí)，晶振其實(shí)是很不穩(wěn)定的，因?yàn)镻CB震動(dòng)會(huì)影響到它的時(shí)鐘性能，導(dǎo)致有可能無線訊號(hào)出去有一些偏差，導(dǎo)致連接性不好。除此以外，現(xiàn)在通訊設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸量很大，所以它對(duì)時(shí)鐘的要求就會(huì)很高，要求時(shí)鐘精準(zhǔn)達(dá)到ps或fs的水平。在這樣的很高要求下，BAW的技術(shù)的應(yīng)用就會(huì)特別好。另外，在網(wǎng)絡(luò)路由器、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、工廠、樓宇自動(dòng)化和醫(yī)療系統(tǒng)中都可以應(yīng)用BAW技術(shù)。
基于TI BAW的兩款產(chǎn)品：LMK05318、CC2652RB
LMK05318是一款應(yīng)用在有線通訊設(shè)備里的時(shí)鐘。資料顯示，TI的這款網(wǎng)絡(luò)同步器由于配備了BAW諧振器，整個(gè)時(shí)鐘性能提高了25db，可應(yīng)用于傳送達(dá)到400Gbps輸出量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。同時(shí)，LMK05318在切換時(shí)鐘時(shí)相位突變典型只有正負(fù)50bps，在輸出量為400Gbps的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，可以確保切換途中不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。此外，由于LMK05318是基于BAW技術(shù)開發(fā)出來的，本身具備一定的抗干擾能力，在設(shè)計(jì)時(shí)鐘時(shí)就可以減少一部分外圍器件，如Jitter Cleaner時(shí)鐘去抖器等。
CC2652RB是外置晶振MCU，可以支持2.4G通訊標(biāo)準(zhǔn)。作為MCU里第一個(gè)用到BAW技術(shù)的，CC2652RB通過直接把BAW放在無線MCU上，能夠使MCU的面積縮小12%。此外，與基于石英晶振設(shè)計(jì)的無線MCU相比，基于BAW技術(shù)設(shè)計(jì)的MCU能在外圍省掉晶振，一方面能提升抗干擾能力，更重要的是IC設(shè)備有準(zhǔn)確、穩(wěn)定的時(shí)鐘元，從而直接提升整個(gè)產(chǎn)品性能。
吳健鴻在發(fā)布會(huì)上稱，今天講的這兩個(gè)產(chǎn)品不代表未來TI只有這兩個(gè)產(chǎn)品會(huì)用到BAW，BAW本身可以用到很多不同的產(chǎn)品里。可以推測(cè)，未來TI將研發(fā)更多基于BAW技術(shù)的產(chǎn)品。
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