5G正驅動萬物互聯時代加速到來。當海量的數據在海量的移動設備端與系統網絡之間加速傳輸，意味著時鐘信號的精確性越難以保證。設計人員幾十年來一直用石英晶體來產生時鐘信號，但石英晶體較易損壞，不穩定的性能和變慢的應用運行速度已滿足不了市場的高要求。想要實現數據的快速響應，對保證每個電子組件得以同步運行的時鐘信號便會要求苛刻。

德州儀器這幾年在市場上的表現相當搶眼，各種新技術、新產品、新方案層出不窮，2月28日德州儀器（TI）對外公布的體聲波（BAW）諧振器技術讓人眼前一亮。同期推出的CC2652RB SimpleLink?無線微控制器（MCU）與LMK05318網絡同步器時鐘，就是TI BAW技術應用的最新產品。在介紹TI BAW諧振器技術時，德州儀器半導體事業部中國區業務拓展總監吳建鴻提到，5G是未來的方向，而TI這兩款產品非常適合應用在下一代無線物聯網和高性能通信基礎設施的設計中。

什么是TI BAW諧振器技術？

BAW中文名叫體聲波。BAW技術是一種微型諧振器技術，可以用在很多不同的產品里，只要產品設計里牽涉到時鐘且相對復雜的時鐘時，就可以使用BAW技術。BAW的好處之一是體積小，設計相對容易，可靠性比較高。別看TI的這兩款基于BAW諧振器技術的核心產品的尺寸僅有100μm，比頭發絲的直徑還小，但它們的運行頻率卻遠遠高于石英晶體，可實現更優異的系統性能。

TI BAW振蕩器的工作原理是利用壓電效應，通過震動的微型聲波諧振器的機械諧振產生穩定的信號。這種精確的高頻信號可為電子系統提供時鐘和計時參考。雖然BAW濾波器十分常見，但將其用在諧振器上還是新的嘗試。據吳建鴻先生介紹，在做時鐘設計時，不僅要考慮性能，還要兼顧生產和設計成本。從生產來看，其難點是量產的一致性。TI花了很長的時間研究，最終通過在兩層不同的Silicon中間注入壓電材料解決了這一問題，實現了簡單的生產工藝，也保證了量產良率。

舉個例子，在一些工業和汽車應用里，如果PCB板有很大的震動，可能晶振會變得很不穩定，影響時鐘性能，導致無線訊號有偏差，連接性不好。那么在這些設計環境，應用很苛刻的情況下，BAW技術可以解決一些時鐘穩定性的問題。除此以外，還有其他的在通訊設備、網絡路由器、電網基礎設施、工廠、樓宇自動化和醫療系統都可以用到BAW技術。

吳健鴻先生進一步總結道：“采用TI BAW諧振器技術的時鐘將幫助系統設計師簡化設計邏輯，縮短產品上市時間，同時實現穩定、簡化和高性能的數據傳輸，從而可以降低潛在的整體開發和系統成本。從樓宇自動化到虛擬健康中的各種應用，基于TI BAW技術的新產品將從根本上提升內部時鐘的性能和應用運行速度。”

業界首款無晶體無線MCU與網絡同步器時鐘

得益于TI BAW技術將晶振集成進微控制器內部，TI CC2652RB SimpleLink?無線微控制器（MCU）產品成為業界首款無晶體無線MCU。這款產品無外置高速48MHz時鐘，不僅可以簡化設計，使PCB占用空間縮小12%，還可以減少由外置時鐘引起的無線射頻故障，提升系統的抗干擾性和頻率穩定性，帶來更低的功耗。同時CC2652RB是最低功耗的多標準器件，在單芯片上支持Zigbee®、Thread、低功耗藍牙®及私有2.4GHz連接解決方案。且工作范圍擴大為-40℃-85℃，適合更廣泛的應用、環境和場景。

TI LMK05318網絡同步器時鐘，同樣配備了BAW諧振器。它不僅可以支持400-Gbps鏈路傳輸，將時鐘性能提升了25db，還針對56Gbps和新興的112Gbps脈沖幅度調制4鏈路提供了超低比特誤差率，實現更佳的網絡性能。同時還可提供比同類器件更高的系統抖動預算余量，具備超低抖動和行業的無中斷開關性能，提高了抗振動和沖擊能力。此外，由于無需系統內編程，且簡化了電源要求、減少了輔助元件的物料單BOM，使得PCB設計大為簡化，LMK05318可提供更高的時鐘性能。

“LMK05318可應用在有線通訊設備里的時鐘，但它最重要的應用是在一些傳送超過或達到400Gbps輸出量的網絡設備。并且如果在設備里發生了特殊情況需要重新調動時鐘，會涉及到中斷切換性能。我們要確保切換途中不丟失數據，就要對切換時鐘相位突變有要求，這也是我們設計這個產品的初衷。LMK05318切換時鐘相位突變只有正負50ps，這是一個亮點”，吳健鴻先生指出。

5G將為“大連接時代”的計算、存儲以及連接提供更高的峰值速率、低至毫秒級的時延，以及更低的成本和更高的能效。而由TI BAW技術催生出的新產品將會為通信變革帶來力量，它們都將為萬物智能連接時代提供最有力的支撐。在剛落幕的2019世界移動通信大會(MWC 2019)上來自中國的5G設備驚艷亮相，讓我們看到了中國科技追趕上世界先進腳步的希望。相信隨著更多公司的進場，5G商用進程、跨行業的融合創新將進一步加快，萬物互聯新時代即將開啟。讓我們期待一個更美好、更智能的時代的誕生。