SiTime时序解决方案

5G推动了从公共和私有电信网络到边缘数据中心、工业物联网和自动驾驶汽车的边缘部署的爆炸式增长。

我们预计到2025年将会出现大幅增长:

• 5G无线接入网络(RAN)有望支持超过30%的移动互联网连接
• 到边缘数据中心的服务器出货量将比2020年增长4000%
• 2200万辆自动驾驶汽车将上路

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跨网络边缘共享的数据的巨大增长，以及对更快速度和更低延迟的需求，加速了对精确时间的需求。这种趋势出现在边缘的广泛应用中。例如:

• 5G接入网络要求每个无线电在130 ns内同步，这比4G严格十倍
• 托管金融交易需要精确到50微秒以内的时间戳，以满足法规要求
• 物联网传感器需要在30天或更长时间内保持1毫秒以下的时间误差

边缘应用的时序要求如何变化？

边缘计算通过将计算能力带到网络边缘，更接近最终用户，从而减少了延迟。这意味着边缘设备将部署在更少控制、更密集和更恶劣的环境中。除了提供更高的精度以满足更严格的同步要求之外，当今的石英晶体振荡器还需要比以往更加环保、可靠、尺寸更小、功耗更低。

在无线电单元、边缘数据中心和车辆日益普及的户外环境中，快速热冲击和振动是常见的现象。小型蜂窝无线电单元和远程传感器等紧凑型设备正在推动精密计时设备变得更小、功耗更低。随着5G网络和自动驾驶汽车等关键任务应用越来越依赖精确时间，可靠性需要大幅提高。传统的石英计时正在努力应对这些挑战。

更小、更稳定、更低功耗的时序解决方案

SiTime基于MEMS的Elite X超级TCXO晶振系列，包括10/ 20 ppb SiT5501和5 ppb SiT5503超级TCXO—旨在解决高性能应用中长期存在的时序问题。这些器件专为淘汰边缘设备中的石英微型OCXOs而设计。与mini OCXOs相比，Elite X以更小、更坚固的陶瓷封装提供最佳的可靠性，同时功耗更低。

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网络设计人员不再需要在性能、功耗、尺寸和可靠性之间做出妥协。

精英X超级TCXOs利用独特的采用TurboCompensation的DualMEMS架构以在存在环境压力的情况下，有源晶振提供稳定、精确的定时。这种动态性能对于可能出现气流、温度扰动、振动和冲击的网络边缘应用至关重要。

为什么edge网络需要精确定时？

为了以更高的速度和更低的延迟传输数据，网络需要一个稳定可靠的时钟，该时钟由内核中的时序总控器产生，并传输到网络中的所有节点。为了确保正常运行时间，下游边缘网络有一个冗余的本地时钟作为备份，如果网络时钟中断，它将继续运行。本地时钟可以运行并保持与网络时钟相同精度的时间称为保持时间，在边缘网络中通常为1到4小时。如下图所示，精英X超TCXOs符合这一要求。

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Elite X是唯一满足4小时延期的TCXO。

哈达玛偏差(HDEV)衡量振荡器的随机噪声和漂移。除了老化和稳定性，HDEV也是保持的关键参数。如下图所示，Elite X的HDEV性能比mini OCXO晶振更好(更长)。凭借SiTime的DualMEMS架构，Elite X始终最大限度地减少随机漂移，即使在气流等压力下也是如此。

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用绿线绘制的Elite X显示出比迷你OCXO设备更平坦、更稳定的曲线。

5G的带宽和延迟要求对时序提出了更高的要求。随着网络设备越来越分散，越来越接近边缘，计时解决方案需要克服新的挑战——它们必须在更恶劣、更密集、要求更高的环境中可靠地运行。elite X Super-tcxo取代了大型高功耗石英OCXOs，提供了更加稳定可靠的保持解决方案。