A
NY
- F
R E Q U E N C Y
P
RECISION
C
L O C K S
Si5316, Si5319, Si5322, S i 5 3 2 3 , S i 5 3 2 4 , S i 5 3 2 5 ,
Si5326, Si5327, Si5328, S i 5 3 6 5 , S i 5 3 6 6 , S i 5 3 6 7 ,
Si5368, Si5369, Si5374, Si5375, Si5376
F
AMILY
R
EFERENCE
M
ANUAL
Rev. 1.2 6/13
Copyright © 2013 by Silicon Laboratories
Si53xx-RM
Si53xx-RM
T
ABLE O F
C
ONTENTS
Section
Page
1. Any-Frequency Precision Clock Product Family Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2. Wideband Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1. Narrowband vs. Wideband Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3. Any-Frequency Clock Family Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.1. Si5316 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2. Si5319 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.3. Si5322 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.4. Si5323 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.5. Si5324 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.6. Si5325 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.7. Si5326 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.8. Si5327 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.9. Si5328 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.10. Si5365 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.11. Si5366 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.12. Si5367 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.13. Si5368 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.14. Si5369 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.15. Si5374/75/76 Compared to Si5324/19/26 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.16. Si5374 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.17. Si5375 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.18. Si5376 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4. DSPLL (All Devices) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.1. Clock Multiplication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.2. PLL Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.2.1. Jitter Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.2.2. Jitter Transfer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.2.3. Jitter Tolerance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
5. Pin Control Parts (Si5316, Si5322, Si5323, Si5365, Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
5.1. Clock Multiplication (Si5316, Si5322, Si5323, Si5365, Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . 37
5.1.1. Clock Multiplication (Si5316) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.2. Clock Multiplication (Si5322, Si5323, Si5365, Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.3. CKOUT3 and CKOUT4 (Si5365 and Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.4. Loop bandwidth (Si5316, Si5322, Si5323, Si5365, Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.5. Jitter Tolerance (Si5316, Si5323, Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.6. Narrowband Performance (Si5316, Si5323, Si5366). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.7. Input-to-Output Skew (Si5316, Si5323, Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.8. Wideband Performance (Si5322 and Si5365) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.9. Lock Detect (Si5322 and Si5365) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.10. Input-to-Output Skew (Si5322 and Si5365) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
37
39
51
51
51
51
51
51
51
51
5.2. PLL Self-Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
5.2.1. Input Clock Stability during Internal Self-Calibration
(Si5316, Si5322, Si5323, Si5365, Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
5.2.2. Self-Calibration caused by Changes in Input Frequency
(Si5316, Si5322, Si5323, Si5365, Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Rev. 1.2
3
Si53xx-RM
5.2.3. Recommended Reset Guidelines (Si5316, Si5322, Si5323, Si5365, Si5366). . . . . . . . . . . . . . 52
5.3. Pin Control Input Clock Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
5.3.1. Manual Clock Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
5.3.2. Automatic Clock Selection (Si5322, Si5323, Si5365, Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.3.3. Hitless Switching with Phase Build-Out (Si5323, Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.4. Digital Hold/VCO Freeze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.4.1. Narrowband Digital Hold (Si5316, Si5323, Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.4.2. Recovery from Digital Hold (Si5316, Si5323, Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.4.3. Wideband VCO Freeze (Si5322, Si5365) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.5. Frame Synchronization (Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.6. Output Phase Adjust (Si5323, Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
5.6.1. FSYNC Realignment (Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.6.2. Including FSYNC Inputs in Clock Selection (Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.6.3. FS_OUT Polarity and Pulse Width Control (Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.6.4. Using FS_OUT as a Fifth Output Clock (Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.6.5. Disabling FS_OUT (Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
58
58
58
58
59
5.7. Output Clock Drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
5.7.1. LVPECL and CMOS TQFP Output Signal Format Restrictions at 3.3 V (Si5365, Si5366) . . . . 59
5.8. PLL Bypass Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.9. Alarms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
5.9.1. Loss-of-Signal Alarms (Si5316, Si5322, Si5323, Si5365, Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.9.2. FOS Alarms (Si5365 and Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.9.3. FSYNC Align Alarm (Si5366 and CK_CONF = 1 and FRQTBL = L) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.9.4. C1B and C2B Alarm Outputs (Si5316, Si5322, Si5323) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.9.5. C1B, C2B, C3B, and ALRMOUT Outputs (Si5365, Si5366) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
60
60
61
61
61
5.10. Device Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
5.11. DSPLLsim Configuration Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
6. Microprocessor Controlled Parts (Si5319, Si5324, Si5325, Si5326, Si5327, Si5328,
Si5367, Si5368, Si5369, Si5374, Si5375, and Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6.1. Clock Multiplication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
6.1.1. Jitter Tolerance (Si5319, Si5324, Si5325, Si5326, Si5327, Si5328,
Si5368, Si5369, Si5374, Si5375, and Si5376). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.2. Wideband Parts (Si5325, Si5367) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.3. Narrowband Parts (Si5319, Si5324, Si5326, Si5327, Si5328, Si5368,
Si5369, Si5374, Si5375, and Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.4. Loop Bandwidth (Si5319, Si5326, Si5368, Si5375, and Si5376). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.5. Lock Detect (Si5319, Si5326, Si5327, Si5328, Si5368, Si5369, Si5374,
Si5375, and Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.1. Initiating Internal Self-Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.2. Input Clock Stability during Internal Self-Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.3. Self-Calibration Caused by Changes in Input Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.4. Narrowband Input-to-Output Skew (Si5319, Si5324, Si5326, Si5327,
Si5328, Si5368, Si5369, Si5374, Si5375, and Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.5. Clock Output Behavior Before and During ICAL (Si5319, Si5324, Si5326,
Si5327, Si5328, Si5368, Si5369, Si5374, Si5375, and Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
63
63
64
66
66
67
67
67
67
68
6.2. PLL Self-Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
6.3. Input Clock Configurations (Si5367 and Si5368) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
6.4. Input Clock Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
6.4.1. Manual Clock Selection (Si5324, Si5325, Si5326, Si5328, Si5367, Si5368,
Si5369, Si5374, and Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
6.4.2. Automatic Clock Selection (Si5324, Si5325, Si5326, Si5328, Si5367, Si5368,
Si5369, Si5374, and Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4
Rev. 1.2
Si53xx-RM
6.4.3. Hitless Switching with Phase Build-Out (Si5324, Si5326, Si5327, Si5328,
Si5368, Si5369, Si5374, and Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6.5. Si5319, Si5324, Si5326, Si5327, Si5328, Si5368, Si5369, Si5374,
Si5375, and Si5376 Free Run Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
6.5.1. Free Run Mode Programming Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.5.2. Clock Control Logic in Free Run Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.5.3. Free Run Reference Frequency Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.5.4. Free Run Reference Frequency Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.6.1. Narrowband Digital Hold (Si5316, Si5324, Si5326, Si5328, Si5368,
Si5369, Si5374, Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.6.2. History Settings for Low Bandwidth Devices (Si5324, Si5327, Si5328,
Si5369, Si5374) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.6.3. Recovery from Digital Hold (Si5319, Si5324, Si5326, Si5327, Si5328,
Si5368, Si5369, Si5374, and Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.6.4. VCO Freeze (Si5319, Si5325, Si5367, Si5375). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.6.5. Digital Hold versus VCO Freeze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.7.1. Coarse Skew Control (Si5326, Si5368) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.7.2. Fine Skew Control (Si5326, Si5368) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.7.3. Independent Skew (Si5324, Si5326, Si5328, Si5368, Si5369, Si5374, and Si5376) . . . . . . . .
6.7.4. Output-to-output Skew (Si5324, Si5326, Si5327, Si5328, Si5368,
Si5369, Si5374, and Si5376). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.7.5. Input-to-Output Skew (All Devices) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.8.1. FSYNC Realignment (Si5368) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.8.2. FSYNC Skew Control (Si5368) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.8.3. Including FSYNC Inputs in Clock Selection (Si5368) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.8.4. FS_OUT Polarity and Pulse Width Control (Si5368) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.8.5. Using FS_OUT as a Fifth Output Clock (Si5368) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
73
73
74
74
6.6. Digital Hold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
75
77
77
77
77
78
78
79
79
79
81
82
82
82
82
6.7. Output Phase Adjust (Si5326, Si5368) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
6.8. Frame Synchronization Realignment (Si5368 and CK_CONFIG_REG = 1) . . . . . . . 79
6.9. Output Clock Drivers (Si5319, Si5324, Si5325, Si5326, Si5327,
Si5328, Si5367, Si5368, Si5369, Si5374, Si5375, Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
6.9.1. Disabling CKOUTn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
6.9.2. LVPECL TQFP Output Signal Format Restrictions at 3.3 V (Si5367, Si5368, Si5369) . . . . . . . 83
6.10. PLL Bypass Mode (Si5319, Si5324, Si5325, Si5326, Si5327, Si5328,
Si5367, Si5368, Si5369, Si5374, Si5375, and Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
6.11. Alarms (Si5319, Si5324, Si5325, Si5326, Si5327, Si5328, Si5367,
Si5368, Si5369, Si5374, Si5375, and Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
6.11.1. Loss-of-Signal Alarms (Si5319, Si5324, Si5325, Si5326, Si5327, Si5328,
Si5367, Si5368, Si5369, Si5374, Si5375, and Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.11.2. FOS Algorithm (Si5324, Si5325, Si5326, Si5328, Si5368, Si5369, Si5374, and Si5376) . . . .
6.11.3. C1B, C2B (Si5319, Si5324, Si5325, Si5326, Si5327, Si5328, Si5374,
Si5375, and Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.11.4. LOS (Si5319, Si5375) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.11.5. C1B, C2B, C3B, ALRMOUT (Si5367, Si5368, Si5369 [CK_CONFIG_REG = 0]) . . . . . . . . . .
6.11.6. C1B, C2B, C3B, ALRMOUT (Si5368 [CK_CONFIG_REG = 1]) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.11.7. LOS Algorithm for Reference Clock Input (Si5319, Si5324, Si5326, Si5327,
Si5328, Si5368, Si5369, Si5374, Si5375, and Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.11.8. LOL (Si5319, Si5324, Si5326, Si5327, Si5328, Si5368, Si5369, Si5374,
Si5375, and Si5376) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.11.9. Device Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
84
85
87
87
87
88
89
89
89
Rev. 1.2
5