[参考译文] F29H850TU：EtherCAT -与 PHY 共享时钟、并提供相关建议和权衡

您好 Kevin、

我已经结束了我的测试。

我的实验是比较 ESC_PHY_CLK 信号上的抖动和 F29H85X-EVM-EVM 上的缓冲时钟信号 SOM。

第一步、我必须确定时钟源(外部振荡器)是稳定的、否则它可能会传播并在稍后引起错误结论。

我使用了一个每秒1个脉冲的小型 GPS 模块来提供精确的时钟源、将其连接到 GPIO77并使用 ECAP 来持续测量脉冲的周期。 基本上、它需要200m 时钟脉冲、然后自复位并继续。

平均值为最小值/最大值时、我可以得出以下结果：

最小值：199998564
最大值：199998607
平均：199998578
脉冲数：6065

因此、在101分钟内、我的静态偏移量为200e6-199998578=每秒1422个脉冲。
1422/200e6 = 7.2ppm。

频率分布为 199998607-199998564=43
43/200e6=0.2ppm

我的结论是,时钟是精确的 ,具有非常小的速度。

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实验的第二部分是比较时钟：

ESC_CLK_PHY (同样、为什么这里命名为 ETHERCATPHYCLK？) 在 GPIO54上激活、在 R31上探测
在 R32上探测缓冲出
XCLKOUT 在 GPIO219上被激活、并在 R44上被探测。
请注意、我的测试制 XCLKOUT 会转到200MHz、超过数据表中的50MHz 最大值。 它确实有效、对于这个测试来说已经足够了。 当然、信号被削波并采用正弦波、而不是完美的方波。

我使用示波器探测了在时钟缓冲输出上触发的三个信号、并具有无限持久性。
让它运行一段时间。

蓝色= ESC_PHY_CLK
黄色=时钟缓冲 输出
PLLSYSCLK 上的绿色= XCLKOUT

实际目标是将 Bufferd 与 ESC_PHY_CLK 进行 ton 比较。 因为前者是源,后者是经过一些转换。 ESC_PHY_CLK 上的任何异常都将由这些转换引入。

这是30分钟后的屏幕截图。 我也跑了4个小时,同样的结果,但失去了屏幕截图。 注意我的绿色探头有点古怪和敲击表使测量跳跃幅度,并注意,在这些频率,探测技术是超级重要的,我忽略了其中的大多数,导致不完美的方波。 我还怀疑我的探头之间存在一些串扰。 请不要评判;)。

此屏幕截图告诉我什么？

- PLLSYSCLK 非常抖动稳定。 我不希望它"跳过任何类型的节拍"。 蓝色上升/下降没有移动。
- ESC_PHY_CLK 几乎是完美的相位与时钟缓冲器。 PLL 和其他分频器几乎没有引入延迟。
- ESC_PHY_CLK 上没有可观察到的抖动。 上升和下降期间的蓝线"持久性涂片"是最小的。

Beckhoff 在"应用手册–PHY 选择指南" V3.0：
 - ESC 和 PHY 应共享相同的时钟源
 - ESC 和 PHY 在时钟中可能有相移差异,但相移应保持恒定
 - ESC 和 PHY 时钟在室温下不应大于25ppm 的误差。  

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此实验 可让我得出结论、ESC_PHY_CLK 输出是稳定和精确的。 该图清楚地显示了时钟是 PLLCLK 的一个分支、在 ESC 模块和 ESC_PHY_CLK 输出之间直接共享。

似乎没有通过 PLL 化时钟的通道注入奇怪的抖动。

我们还运行了 EtherCAT 环回示例、并将 ESC_PHY_CLK 作为成功的共享源。

Kevins 之前的评论"我知道其他客户使用成功  ESC_PHY_CLK  C2000器件上"确认我不是疯子。

综上所述、我将在我们即将进行的设计中按 ESC_PHY_CLK 作为 PHY 时钟源、我敦促 TI 软化文档的措辞、甚至在未来的 SOM 上避开时钟缓冲器... 如果仍有任何疑虑、也可以提供更多指导。

谢谢！