摘要

　　本文首先主要介紹了TI 的新一代時鐘產品LMK0480X 的holdover 功能和指標，以及在新一代的無線C-RAN 網絡中的應用。通過對LMK0480X holdover 的指標分析，證明LMK04808 完全滿足通信網絡的時鐘倒換的需求。

　　1、Holdover 功能的引入

　　在目前的通信系統當中，無論是有線還是無線，都是一個時鐘同步系統。參考時鐘從宿源端通過網絡傳遞給系統中的各個設備；為了提高系統中各個設備的穩定性，同時為了提高系統中設備對于不同應用的靈活性，一般都有超過一路的參考時鐘輸入到設備中。當設備中的時鐘單元在這些輸入的參考時鐘中切換時，要使時鐘單元的輸出要保持性能和時鐘的穩定性，這就要求時鐘電路具備holdover 功能，支持參考時鐘hitless 切換。

　　以往的模擬時鐘電路中所謂的holdover 功能，只是當發生時鐘切換時，鑒相器的電荷泵被強制輸出到VCC/2；但某些情況下，時鐘鎖定時的電荷泵電壓和VCC/2 差別比較大，這樣在時鐘切換的過程中，輸出時鐘的跳變可能會超出系統所能允許的范圍，造成系統的時序紊亂。

　　在TI 最新的時鐘去抖芯片LMK048XX 系列中，增加了電荷泵電壓跟蹤電路；這個電路實時采樣電荷本電壓并且保存更新到芯片的集成DAC 上；當芯片在輸入時鐘切換的過程中，電荷泵電壓輸出切換到DAC 的輸出上，這樣在參考時鐘切換前后，壓控電壓變化非常微小，保證了系統時鐘的穩定性。

　　LMK0480XX 系列時鐘器件的Holdover 功能是真正的hitless switch，下面的章節將詳細介紹holdover 的整個過程及相關的指標。

　　2、LMK0480x 系列產品holdover 功能介紹

　　LMK048xx 系列是TI 推出的新一代時鐘去抖芯片，采用了兩級鎖相環級聯的架構。第一級鎖相環，利用窄帶環路濾波器和外部VCXO，主要完成對輸入參考時鐘去抖；第二級環路濾波器主要利用高性能的內部鎖相環生成系統需要的各種時鐘。上文提到的Holdover 功能是第一級鎖相環具備的功能。

　　Figure 1 LMK0480X holdover 架構

　　上圖是LMK048XX holdover 的功能框圖。其中，CLKin0 和CLKin1 分別是來自網絡的兩個參考時鐘，選擇一路作為時鐘芯片以及系統的主時鐘。當網絡設備發生主從倒換或者業務切換時，時鐘芯片的參考時鐘也隨之切換。觸發參考時鐘切換的條件可以為a. PLL1 的DLD 狀態，b.外部管腳的硬件控制，c. 內部寄存器控制。下面的討論我們假定切換是以PLL1 的DLD 狀態觸發的。

　　當LMK048XX holdover 功能使能時，一個完整的參考切換過程如下圖所示，主要分為如下幾個步驟：

　　Figure 2 LMK0480X holdover 流程

　　Step1： PLL1 正常鎖定在CLKin0， PLL1 DLD 為高；LMK048XX 集成的counter ADC 跟蹤VCXO 的壓控電壓并更新集成的counter DAC， 更新的速率為PDF/DAC_CLK_DIV，每個更新周期內上升或下降一個LSB。

　　Step2：當CLKin0 由于某些原因丟失或出現比較大的頻率誤差時，PLL1 的鑒相誤差超過鎖定窗口（PLL1_WND_SIZE），DLD 為低；DLD 為低時，ADC 停止跟蹤壓控電壓及更新DAC，DAC 的輸出保持在最后鎖定時的壓控電壓；DLD 拉低同時觸發LMK048XX 進入holdover 狀態，內部開關切換VCXO 的壓控電壓到DAC 輸出。