Por que os dispositivos de rede usan 25 MHz e os seus múltiplos como frecuencias?

Por que os dispositivos de rede usan 25 MHz e os seus múltiplos como frecuencias?

En dispositivos de rede, como tarxetas de rede, conmutadores, enrutadores e equipos Ethernet, a selección da frecuencia do oscilador de cristal está determinada polas funcións principais do dispositivo, os requisitos do chip e os estándares de protocolo de comunicación. O uso de osciladores de cristal cunha frecuencia de 25 MHz e os seus múltiplos débese principalmente á estreita aliñación deste sistema de frecuencia cos estándares Ethernet, protocolos de comunicación e arquitecturas de chips, o que permite simplificar o deseño, reducir custos e mellorar o rendemento. A continuación ofrécese unha explicación detallada:

I. Por que escoller 25MHz como frecuencia base?

25MHz non é un valor seleccionado arbitrariamente. É moi utilizado porque ten unha relación múltiple enteira con varias frecuencias centrais na comunicación de rede, facilitando a multiplicación ou división de frecuencias.

1.1 Cumpre os requisitos de frecuencia estándar de Ethernet

Fast Ethernet (100BASE-TX): usa un reloxo de 25 MHz como frecuencia de transmisión de datos.

Gigabit Ethernet (1000BASE-T): utiliza un reloxo de 125 MHz, que é de 25 MHz × 5.

10 GbE (10 Gigabit Ethernet) e superior: aínda que a frecuencia do reloxo principal é maior (por exemplo, 156,25 MHz), normalmente pódese derivar multiplicando o oscilador de cristal de 25 MHz mediante un PLL.

Isto indica que 25MHz, como frecuencia de reloxo base, pode soportar directa ou indirectamente as frecuencias de operación de PHY/MAC para as velocidades principais de Ethernet.

II. Comodidade de implantación técnica

2.1 Multiplicación de frecuencia fácil mediante PLL

Os chips de rede (como os chips PHY, MAC e switch) adoitan usar circuítos PLL (Phase Locked Loop) internamente para xerar as frecuencias de reloxo de funcionamento necesarias. 25MHz é unha frecuencia de entrada moderada que pode xerar de forma eficiente frecuencias comúns de alta-velocidade, como:

25 MHz × 2=50MHz

25 MHz × 4=100MHz

25 MHz × 5=125MHz

25 MHz × 6.25=156.25MHz (para 10 GbE)

Dado que 25 MHz é unha frecuencia base con fácil--calcular múltiplos enteiros baixos, simplifica o deseño de PLL, permite un bloqueo máis rápido e garante unha saída máis estable.

2.2 Compatible cos requisitos do chip mainstream

A maioría dos fabricantes de chips de dispositivos de rede (como Broadcom, Realtek, Marvell, Intel, etc.) admiten explícitamente a entrada de osciladores de cristal de 25 MHz nos requisitos de reloxo de entrada dos seus chips PHY ou MAC, ou ofrecen modos operativos para a entrada de 25 MHz.

III. Vantaxes en EMC, deseño de circuítos e custo

3.1 Mellor control EMI e alta integridade do sinal

En comparación cos osciladores de cristal con frecuencias máis altas (por exemplo, 50MHz, 100MHz, 125MHz, 150MHz e 200MHz), 25MHz ofrece vantaxes significativas en termos de interferencia electromagnética (EMI):

Unha frecuencia fundamental máis baixa produce menos interferencias harmónicas;

O enrutamento de PCB é máis fácil de cumprir coas especificacións de deseño EMI;

Requisitos máis baixos para recintos e integridade de enerxía, facilitando a integración do sistema.

3.2 Osciladores de cristal maduros, estables e de custo-efectivos

Os osciladores de cristal de 25 MHz están entre as frecuencias máis utilizadas na industria electrónica, coas seguintes vantaxes:

Abundantes-produtos-de estantería e unha gran variedade de tipos;

Baixos custos de fabricación e prezos de adquisición accesibles;

Unha cadea de subministración madura con curtos prazos de entrega e calidade estable.

Isto é moi atractivo para os fabricantes de dispositivos de rede que se dedican á produción a gran-escala.

IV. Exemplo de aplicación no deseño práctico

Tomando un conmutador Gigabit Ethernet como exemplo:

O chip de control principal require unha frecuencia de operación de entrada de 125 MHz;

No deseño, pódese usar un oscilador de cristal de 25 MHz e a frecuencia pódese multiplicar a 125 MHz mediante o PLL incorporado-no chip;

Mentres tanto, o reloxo de 25 MHz pódese distribuír a outros módulos (como PHY, MAC ou módulos de sincronización de reloxos) a través dunha árbore de reloxos;

Isto consegue unha fonte de reloxo unificada, simplifica a arquitectura do reloxo e reduce a complexidade e os custos do sistema.

Resumo

As razóns polas que os dispositivos de rede usan 25 MHz e os seus múltiplos como frecuencias de osciladores de cristal pódense resumir do seguinte xeito:

Os osciladores de cristal Hangjing son amplamente utilizados en dispositivos de rede (tarxetas de rede, conmutadores, enrutadores, Ethernet). Ademais dos produtos de grao industrial-, tamén ofrecemos osciladores de cristal de gran-temperatura-estabilidade alta (-55 ~ +125 graos ) e podemos proporcionar aplicacións de osciladores de cristal e solucións de coincidencia. Se tes necesidades relevantes, póñase en contacto co persoal técnico ou de vendas de Hangjing.