MEMS时序技术:打破石英晶体约束改进智能移动设备
MEMS时序技术:打破石英晶体约束改进智能移动设备
小尺寸和增加功能的趋势继续在移动电子产品中占主导地位市场.随着OEM和ODM开发小型功能丰富的设备,他们必须设计紧凑的产品功率预算.此外,移动产品是在具有成本竞争力的环境中开发的,进入市场至关重要.
改进形式和功能取决于可以提供更小尺寸和更多尺寸的组件功能和性能更高,价格合适.没有迹象表明这些趋势会缓慢传统的石英晶体元件正在达到其尺寸缩小和性能的极限改善和降低成本.随着消费产品功能越来越丰富,它们需要新产品时序解决方案.
表1：智能手机和平板电脑中的计时组件使用示例
全硅MEMS时序
移动设备制造商不再需要依靠不灵活的石英设备来提供计时或他们产品中的参考时钟.最新的时序创新基于微电子机械系统(MEMS)技术为移动消费电子产品带来了显着的优势.这些与传统的32.768K晶振相比,硅MEMS定时解决方案为移动应用提供了多种优势石英晶体(XTALs).
•尺寸更小-尺寸减小高达85％
•功率更低,电池寿命更长-功耗降低50％
•改善抗冲击和振动,延长使用寿命-最高可达30倍
•卓越的稳定性-比工业温度稳定2倍
•减少了元件数量-与石英晶振所需的3个元件相比,芯片数量减少了1个
MEMS振荡器改进了移动系统
典型的智能手机或平板电脑设计,取决于应用处理器,分区等它支持的功能,可以包含多个定时设备,包括一个或多个32.768KHz XTAL.
图1：智能手机框图 图2：平板电脑框图
在智能移动系统中,32.768K晶体可以替换为SiT15xx 32.768KHz MEMS振荡器(参见表2)减小尺寸和功耗.MEMS振荡器,如低功耗SiT1602或SiT8008(见表3)可提供MHz参考时钟以提高性能.这些MEMS振荡器具有低功耗和额外的省电功能,并且它们非常强大坚固,无铅,符合RoHS和REACH标准.
表2：超低功耗1Hz至32.768KHz MEMS振荡器(SiT15xx)
表3：低功耗MHz MEMS振荡器(SiT1602/SiT8008)
使用32.768KHz MEMS振荡器减小尺寸
典型的MEMS振荡器是全硅器件,包括MEMS谐振器芯片堆叠在高性能模拟振荡器IC之上.MEMS振荡器被模塑成标准的低成本SMD塑料封装占地面积小至2.0x1.2mm,非常适合应用这需要XTAL足迹兼容性.为了支持甚至需求更小的移动设备,SiT15xx MEMS振荡器也可用1.5x0.8x0.55Hmm CSP(芯片级封装).石英供应商不能提供芯片级封装.
SiT15xx 32.768KHz系列是移动应用中替代传统石英贴片晶振的理想选择空间至关重要.与普通产品相比,SiT15xx CSP解决方案可将占位面积减少多达85％,2.0x1.2mm SMD XTAL封装.与XTAL不同,SiT15xx系列具有独特的驱动输出直接进入芯片组的XTAL-IN引脚.传统石英所需的外部组件不再需要XTAL(参见图4和图5).除了消除外部输出负载上限-因此,SiT15xx器件具有特殊的电源滤波功能,因此无需外部电源Vdd旁路去耦电容.此功能进一步简化了设计并使占地面积保持很小尽可能.内部电源滤波旨在通过5MHz抑制高达±50mVpp的噪声.
薄型(0.55mm高)MEMS振荡器输出为设计人员提供了额外的灵活性组件放置.因为振荡器可以通过走线驱动时钟信号,所以不需要放置在芯片组附近,使电路板设计人员能够进一步优化电路板布局和空间.
图4：石英需要三个器件XTAL定时占用的总占地面积为7.98mm 2(2012DFN+2ea0201上限)
图5：MEMS单芯片占位面积为1.2mm 2(1508CSP),板面积减少85％
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