摘要：随着通信速率进入100G、200G乃至400G时代，系统对时钟源的抖动容限和温漂性能提出更高要求。FCom富士晶振推出的FCO-L系列差分晶体振荡器具备50fs级别的超低相位抖动、宽温高稳等特点，成为光模块、PCIe Gen6平台和新一代数据中心的关键定时解决
随着通信速率进入100G、200G乃至400G时代，系统对时钟源的抖动容限和温漂性能提出更高要求。FCom富士晶振推出的FCO-L系列差分晶体振荡器具备50fs级别的超低相位抖动、宽温高稳等特点，成为光模块、PCIe Gen6平台和新一代数据中心的关键定时解决方案。
一、在光模块中的设计应用应用背景
光模块（如SFP+/QSFP+/OSFP等）是实现光电转换的核心器件，通常内建CDR（时钟数据恢复）和高速SerDes电路，对输入时钟的抖动与稳定性极为敏感。
设计要点
推荐输出：LVPECL 或 LVDS，兼容CDR输入；推荐频率：156.25 MHz（25G NRZ）、625 MHz（25G PAM4）、312.5 MHz（100G）等；关键指标：抖动 布线建议：时钟走线需采用差分对布线，保持长度匹配（电源管理：建议配置 LDO + π型滤波（0.1μF + 1μF + 4.7μF），降低电源噪声；共模抑制：接收端建议加共模吸收磁珠，改善EMI表现；晶振位置：靠近 SerDes/Clock Input，减少时钟路径长度，避免过孔引起反射；典型器件搭配
设计注意事项与调试建议
设计注意事项与调试建议使用差分探头测试时钟输出，确保波形无反射/畸变；在PCB layout中，优先将晶振靠近接收端放置，避免长线回授；若模块内存在高速DC-DC转换器，注意振荡器电源路径需隔离；多模块同步建议使用具备±25ppm频稳的FCO-L，并考虑冗余备份路径。在PCIe Gen6平台中的设计要点与器件搭配应用背景
PCIe Gen6（Peripheral Component Interconnect Express Generation 6）协议支持 64 GT/s（Gigatransfers per second） 传输速率，使用PAM4 编码，对参考时钟（Refclk）的 抖动要求极为严格。相比Gen4/Gen5时代，对时钟源的噪声容限、频率精度、热稳定性提出了更高要求。
设计要点
推荐频率：100 MHz（主流PCIe Refclk频率），200 MHz（部分CXL 2.0平台使用）；输出接口：HCSL（用于标准PCIe）、LVDS（低功耗替代）、LVPECL（长线驱动）；输出容差要求：抖动需 ≤ 80 fs RMS（符合PCIe Gen6 jitter budget）；供电电压：支持 1.8V、2.5V、3.3V 平台共用，适配多电压主板设计；布线建议：使用 100Ω 差分对走线，走线长度差＜5mil，HCSL需50Ω终端到GND；电源去耦：推荐配置：0.1μF + 1μF 去耦电容；必要时加入π型滤波（磁珠+电容）；散热与稳定性：封装金属壳接地，有助于EMI控制；可靠近时钟Buffer布置，减短路径；设计注意事项与调试建议
在HCSL接口下，输出端需 50Ω 电阻下拉至 GND；时钟线应远离高电流/开关电源轨，避免交叉干扰；使用相邻地层作为参考面，保持走线阻抗；走线长度尽量短直，减少via（过孔）数量，防止反射；若需热备份方案，可并联双晶振+MUX控制切换，提升可靠性。数据中心中的时钟挑战应用背景
现代数据中心正从传统架构向高带宽、低延迟、多协议互连平台（如PCIe/CXL/以太网）演进。服务器主板、交换芯片、光互连设备之间的协同要求在不同子系统之间实现极高精度的
时钟同步与相位一致性。
在此类系统中，差分晶体振荡器承担着以下关键任务：
提供高稳定性低抖动主时钟；驱动 SerDes、PHY、FPGA、网络芯片的参考时钟输入；与时钟缓冲器（Clock Fan-out）组合，分发至多路下游设备；满足系统级 散热、抗干扰、封装紧凑要求；设计要点
推荐频率：100 MHz（PCIe/CXL平台的通用标准频率），156.25 MHz（以太网、光模块、交换芯片），312.5 MHz / 625 MHz（高速CDR、PAM4信号处理、SerDes链路）；122.88/245.76 MHz（5G与同步通信链路）输出接口：LVDS（交换芯片、CDR、FPGA），HCSL（PCIe/CXL），LVPECL（高速SerDes和后级驱动链路）极低抖动性能：差分布线：采用100Ω差分对布线，布线长度误差电源去耦设计：在VDD端布设0.1μF+1μF并联去耦，必要时引入π型磁珠滤波；靠近负载布置：建议将振荡器放置于FPGA、SerDes或CDR芯片附近，避免过长走线；EMI控制：保证地层完整、避免走线跨区域；输出对加终端匹配或共模电感；热管理：贴近铜泊区布置，利于热量释放，推荐使用金属壳接地处理设计；典型器件搭配
设计注意事项与调试建议
使用100Ω差分对（LVDS/LVPECL）或50Ω单端对地（HCSL）；线宽与线距需严格控制，推荐使用专用差分线规则；差分走线需长度匹配，差值 时钟线远离高频切换电源、DRAM/SoC高速信号区域，避免串扰；差分线优先避免过多 via（过孔），可在必要处使用 GSSG 结构保证阻抗连续性；电源波动可能引起周期抖动，建议在VDD端布设0.1μF + 1μF并联去耦电容，并使用 LDO 或 π型滤波抑制干扰；用示波器查看差分波形幅度、对称性；确认 Rise/Fall 时间是否符合要求（典型 总结FCO-L系列作为跨速率、跨协议、跨平台的微型差分时钟解决方案，其灵活性、低抖动、高集成度使其在以上三大关键模块中均可深度集成。
来源：晓晨看科技
