Operaattorit rakentavat nyt vauhdilla 5G-verkkoja. Nopeus- ja latenssivaatimukset kasvavat verkoissa niin koviksi, ettei vanhoilla kvartsipohjaisilla kiteillä voida saada ajastusta riittävän tarkaksi. Verkkojen synkronointiin tarvitaan MEMS-pohjaisia oskillaattoripiirejä.
MEMS-kellopiireistään tunnettu SiTime esittelee nyt markkinoiden ensimmäisen OCXO- eli uuniohjatun oskillaattorien MEMS-piiriperheen. Markkinointijohtaja Piyus Sevalian mukaan nämä OCXO-piirit ovat ensimmäiset, jotka tukevat ITU:n vaativaa 5G-synkronointia radiosta-radioon.
4G:ssä riitti, että radioiden välinen yhteys oli synkronoitu 1,5 mikrosekunnin tarkkuudella. 5G:ssä vaatimus on 130 nanosekuntia. – Aikaa on 10 kertaa vähemmän ja tämä tahdistus edellyttää MEMS-oskillaattorin nopeutta, Sevalia korostaa.
Sevalian mukaan uusi Emerald-alusta on vallankumouksellisen tarkka ajoitusratkaisu, joka ratkaisee 5G-verkkolaitteiden kriittiset ajoitushaasteet. Emerald-alustan avulla operaattorit voivat ottaa käyttöön 5G-laitteissa ankarissa olosuhteissa ja tarjota luotettavasti tehtäväkriittisiä palveluita.
SITimen pääjohtaja Rajesh Vashist korostaa, että ajoitus on potentiaalisesti suurin yksittäinen 5G-järjestelmien vikaantumisen syy, ja se voi vaikuttaa verkkojen suorituskykyyn, luotettavuuteen ja operaattorien liikevaihtoon. - 5G-ajoitus on monimutkainen haaste verkkojärjestelmien valmistajille, ja se vaatii uutta lähestymistapaa ohi tällä hetkellä käytössä olevien perinteisten komponenttitason menetelmien sijaan.
- Yhdistämällä MEMS:n ja ohjelmoitavan analogiapiiristön, innovatiivisen koteloinnin ja suorituskykyiset algoritmit olemme luoneet ratkaisun, joka on jopa 20 kertaa parempi kuin tällä hetkellä tarjolla olevat ratkaisut, Rajesh Vashist hehkuttaa.
OCXO-piirit tarjoavat suorituskykyisimmän ajoituksen ja ovat kriittisiä kaikkien tietoliikenneverkkojen luotettavan toiminnan kannalta. Kvartsipohjaiset OCXO-piirit ovat kuitenkin hyvin herkkiä ympäristön vaikutuksille kuten tärinä, lämpötilavaihtelut ja iskut, jotka voivat heikentää verkon suorituskykyä, lyhentää käytettävyysaikaa, ja vaikuttaa tehtäväkriittisiin palveluihin.
Emerald-kellopiirit ovat aina ohjelmoitavia, mikä varmistaa 100 prosentin saatavuuden lyhyillä toimitusajoilla. - Innovatiiviset lämpötilan kompensointialgoritmimme yhdessä MEMS- ja analogiakomponenttien kanssa varmistavat, että 5G-laitteita voidaan ottaa käyttöön kaikkialla, kaikissa ympäristöissä, sanoo Piyush Sevalia.
Perinteisten kvartsipohjaisten OCXO-piirien herkkyyden takia asiakkaat joutuvat turvautumaan moniin varotoimiin taatakseen luotettavan toiminnan. Avainhaaste on OCXO:n sijoittaminen piirikortilla. Se täytyy sijoittaa kauaksi stressitekijöistä, kuten lämpö ja ilmanvaihdon aiheuttamat nopeat lämpötilamuutokset. Tämä monimutkaistaa reititystä ja aiheuttaa mahdollisia ongelmia signaalin eheyteen. Suunnittelijat ovat myös kokeilleet erikoisten muovisten OCXO-päällysten käyttöä lämpötilaeristyksessä, mikä merkitsee lisävalmistusvaiheita ja tuotannon monimutkaistumista.
Emerald-sarjan OCXO -oskillaattorit eliminoivat kaikki nämä ongelmat: ne yksinkertaistavat suunnittelun, lyhentävät kehitysaikaa ja parantavat järjestelmän suorituskykyä. Ohjelmoitavan analogia-arkkitehtuurin ansiosta Emerald-piirit tarjoavat minkä tahansa taajuuden 1-220 MHz väliltä, mikä varmistaa sen, että asiakas voi valita optimaalisen taajuuden omaan sovellukseensa. Piiri tarjoaa myös kaksi lähtösignaalityyppiä piirikortin optimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi. Lähitulevaisuudessa Emerald OCXO -sarjaan tuodaan myös laajennettu lämpötila-alue (-40…+95C, -40…+105C) ja I2C-sarjaliitäntä järjestelmän ohjelmointiin.
Emerald MEMS OCXO SiT5711/12 -piirien näytteet ovat nyt saatavilla valikoiduilla asiakkaille. Tuotantomäärät tulevat tarjolla vuoden 2019 toisella vuosineljänneksellä katalogijakelijoilta kuten Digi-Key ja Mouser.
Humanoidirobottien servokäyttöjen on ohjattava nivelten liikkeitä tarkasti ja nopeasti. Samalla niiden mikro-ohjaimilta vaaditaan yhä enemmän tiedonsiirtoa, diagnostiikkaa ja muita järjestelmätason toimintoja. Ratkaisuna on erottaa aikakriittinen moottorinsäätö muista prosessorin tehtävistä ja siirtää se erillisen laitteiston hoidettavaksi.
