Hvorfor bruger netværksenheder 25MHz og dens multipler som frekvenser?

Hvorfor bruger netværksenheder 25MHz og dens multipler som frekvenser?

I netværksenheder som netværkskort, switches, routere og Ethernet-udstyr bestemmes valget af krystaloscillatorfrekvens af enhedens kernefunktioner, chipkrav og kommunikationsprotokolstandarder. Brugen af ​​krystaloscillatorer med en frekvens på 25MHz og dens multipler skyldes hovedsageligt dette frekvenssystems tætte tilpasning til Ethernet-standarder, kommunikationsprotokoller og chiparkitekturer, hvilket muliggør forenklet design, reducerede omkostninger og forbedret ydeevne. En detaljeret forklaring er givet nedenfor:

I. Hvorfor vælge 25MHz som basisfrekvens?

25MHz er ikke en vilkårligt valgt værdi. Det er meget udbredt, fordi det har et heltals multiple forhold med flere kernefrekvenser i netværkskommunikation, hvilket letter frekvensmultiplikation eller division.

1.1 Opfylder Ethernet standard frekvenskrav

Fast Ethernet (100BASE-TX): Bruger et 25MHz-ur som dataoverførselsfrekvens.

Gigabit Ethernet (1000BASE-T): Bruger et 125MHz ur, som er 25MHz × 5.

10GbE (10 Gigabit Ethernet) og derover: Selvom hovedclockfrekvensen er højere (f.eks. 156,25MHz), kan den normalt udledes ved at multiplicere 25MHz krystaloscillatoren via en PLL.

Dette indikerer, at 25MHz, som basisklokfrekvensen, direkte eller indirekte kan understøtte driftsfrekvenserne for PHY/MAC for almindelige Ethernet-hastigheder.

II. Teknisk implementering bekvemmelighed

2.1 Nem frekvensmultiplikation via PLL

Netværkschips (såsom PHY, MAC og switch-chips) bruger ofte PLL-kredsløb (Phase Locked Loop) internt til at generere de påkrævede driftsklokfrekvenser. 25MHz er en moderat inputfrekvens, der effektivt kan generere almindelige-højhastighedsfrekvenser, såsom:

25MHz × 2=50MHz

25MHz × 4=100MHz

25MHz × 5=125MHz

25MHz × 6.25=156.25MHz (for 10GbE)

Da 25MHz er en basisfrekvens med let-at-beregne lave heltalsmultipler, forenkler det PLL-design, muliggør hurtigere låsning og sikrer et mere stabilt output.

2.2 Kompatibel med mainstream-chipkrav

De fleste chipproducenter af netværksenheder (såsom Broadcom, Realtek, Marvell, Intel osv.) understøtter eksplicit 25MHz krystaloscillator-input i input-clock-kravene til deres PHY- eller MAC-chips eller leverer driftstilstande for 25MHz-input.

III. Fordele inden for EMC, kredsløbsdesign og omkostninger

3.1 Bedre EMI-kontrol og høj signalintegritet

Sammenlignet med krystaloscillatorer med højere frekvenser (f.eks. 50MHz, 100MHz, 125MHz, 150MHz og 200MHz), giver 25MHz betydelige fordele med hensyn til elektromagnetisk interferens (EMI):

En lavere grundfrekvens resulterer i færre harmoniske interferenser;

PCB-routing er lettere at overholde EMI-designspecifikationerne;

Lavere krav til kabinetter og strømintegritet, hvilket letter systemintegration.

3.2 Modne, stabile og omkostningseffektive-krystaloscillatorer

25MHz krystaloscillatorer er blandt de mest udbredte frekvenser i elektronikindustrien med følgende fordele:

Rigelige-hyldevarer-og en bred vifte af typer;

Lave produktionsomkostninger og overkommelige indkøbspriser;

En moden forsyningskæde med korte leveringstider og stabil kvalitet.

Dette er yderst attraktivt for producenter af netværksenheder, der beskæftiger sig med storproduktion i-skala.

IV. Anvendelseseksempel i praktisk design

Tag en Gigabit Ethernet-switch som eksempel:

Hovedkontrolchippen kræver en indgangsdriftsfrekvens på 125MHz;

I designet kan der bruges en 25MHz krystaloscillator, og frekvensen kan multipliceres til 125MHz via chippens indbyggede- PLL;

I mellemtiden kan 25MHz-uret distribueres til andre moduler (såsom PHY-, MAC- eller clocksynkroniseringsmoduler) gennem et clock-træ;

Dette opnår en samlet urkilde, forenkler urarkitekturen og reducerer systemets kompleksitet og omkostninger.

Oversigt

Årsagerne til, at netværksenheder bruger 25MHz og dets multipla som krystaloscillatorfrekvenser, kan opsummeres som følger:

Hangjing Crystal Oscillatorer er meget udbredt i netværksenheder (netværkskort, switche, routere, Ethernet). Udover industrielle-produkter tilbyder vi også brede-temperatur-høj-stabile krystaloscillatorer (-55~+125 grader) og kan levere krystaloscillatorapplikationer og matchende løsninger. Hvis du har relevante behov, er du velkommen til at kontakte Hangjings salgs- eller tekniske personale.