ZL30402QCG1 Datasheet ZL30402QCG1 | P1-P3

Zarlink Semiconductor Inc.

Zarlink, ZL and the Zarlink Semiconductor logo are trademarks of Zarlink Semiconductor Inc.

Features

• Meets requirements of GR-253 for SONET

stratum 3 and SONET Minimum Clocks (SMC)

• Meets requirements of GR-1244 for stratum 3

• Meets requirements of G.813 Option 1 and 2 for

SDH Equipment Clocks (SEC)

• Generates clocks for ST-BUS, DS1, DS2, DS3,

OC-3, E1, E2, E3, STM-1 and 19.44 MHz

• Holdover accuracy to 1x10

-12

meets GR-1244

Stratum 3E and ITU-T G.812 requirements

• Continuously monitors Primary and Secondary

reference clocks

• Provides “hit-less” reference switching

• Compensates for Master Clock Oscillator

accuracy

• Detects frequency of both reference clocks and

synchronizes to any combination of 8 kHz,

1.544 MHz, 2.048 MHz and 19.44 MHz reference

frequencies.

• Allows Hardware or Microprocessor control

• Pin compatible with MT90401 device.

Applications

• Synchronization for SDH and SONET Network

Elements

• Clock generation for ST-BUS and GCI

backplanes

Description

The ZL30402 is a Network Element Phase-Locked

Loop designed to synchronize SDH and SONET

systems. In addition, it generates multiple clocks for

legacy PDH equipment and provides timing for ST-BUS

and GCI backplanes.

The ZL30402 operates in NORMAL (LOCKED),

HOLDOVER and FREE-RUN modes to ensure that in

the presence of jitter, wander and interruptions to the

reference signals, the generated clocks meet

international standards. The filtering characteristics of

the PLL are hardware or software selectable and they

do not require any external adjustable components.

The ZL30402 uses an external 20 MHz Master Clock

Oscillator to provide a stable timing source for the

HOLDOVER operation.

The ZL30402 operates from a single 3.3 V power

supply and offers a 5 V tolerant microprocessor

interface.

May 2006

Ordering Information

ZL30402/QCC 80 Pin LQFP Trays

ZL30402QCG1 80 Pin LQFP* Trays, Bake & Drypack

*Pb Free Matte Tin

-40°C to +85°C

ZL30402

SONET/SDH Network Element PLL

Data Sheet

Figure 1 - Functional Block Diagram

Control State Machine

MUX

Microport

Primary

Acquisition

PLL

MS1 MS2

RESET

SEC

Trst

C19o

C34/C44

C16o

C8o

C4o

C2o

C1.5o

F16o

F8o

PRI

C6o

HOLDOVERLOCK

D0-D7

R/W

C155P/N

E3DS3/OC3

F0o

Secondary

Acquisition

PLL

RefAlign

E3/DS3

JTAG

IEEE

1149.1a

Master Clock

Frequency

Calibration

APLL

A0-A6

Tms

Tdo

Tdi

Tcl k

Clock

Synthesizer

Core PLL

RefSel

FCSC20iVDD GND

ZL30402 Data Sheet

Table of Contents

Zarlink Semiconductor Inc.

Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Change Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.0 ZL30402 Pinout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.1 Pin Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.0 Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.1 Acquisition PLLs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.2 Core PLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3 Clock Synthesizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.4 Output Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.5 Output Clocks Phase Adjustment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.6 Control State Machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.6.1 Clock Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.6.2 ZL30402 State Machine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.6.3 Reset State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.6.4 Free-Run State (Free-Run mode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.6.5 Normal State (Normal Mode or Locked Mode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.6.6 Holdover State (Holdover Mode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.6.7 Auto Holdover State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.6.8 State Transitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.0 Master Clock Frequency Calibration Circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.1 Microprocessor Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.2 JTAG Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.0 Hardware and Software Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.1 Hardware Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.1.1 Control Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.1.2 Status Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4.2 Software Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4.2.1 Control Bits. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4.2.2 Status Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

4.2.3 ZL30402 Register Map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

4.2.4 Register Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

5.0 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

5.1 ZL30402 Mode Switching - Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

5.1.1 System Start-up Sequence: FREE-RUN --> HOLDOVER --> NORMAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

5.1.2 Single Reference Operation: NORMAL --> AUTO HOLDOVER --> NORMAL . . . . . . . . . . . . . . . . 29

5.1.3 Dual Reference Operation: NORMAL --> AUTO HOLDOVER--> HOLDOVER --> NORMAL. . . . . 30

5.1.4 Reference Switching (RefSel): NORMAL --> HOLDOVER --> NORMAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

5.2 Programming Master Clock Oscillator Frequency Calibration Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

6.0 Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

6.1 AC and DC Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

6.2 Performance Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

ZL30402 Data Sheet

List of Figures

Zarlink Semiconductor Inc.

Figure 1 - Functional Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Figure 2 - Pin Connections for 80-pin LQFP package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Figure 3 - Core PLL Functional Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Figure 4 - C19o, C155o, C34/C44 Clock Generation Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Figure 5 - ZL30402 State Machine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Figure 6 - Hardware and Software Control options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Figure 7 - Transition from Free-Run to Normal Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Figure 8 - Automatic Entry into Auto Holdover State and Eecovery into Normal mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Figure 9 - Entry into Auto Holdover state and recovery into Normal mode by switching references . . . . . . . . . . . 30

Figure 10 - Manual Reference Switching. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Figure 11 - Timing Parameters Measurement Voltage Levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Figure 12 - Microport Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Figure 13 - ST-BUS and GCI Output Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Figure 14 - DS1, DS2 and C19o Clock Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Figure 15 - C155o and C19o Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Figure 16 - Input Reference to Output Clock Phase Alignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Figure 17 - Input Control Signal Setup and Hold Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Figure 18 - E3 and DS3 Output Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

P1-P3 P4-P6 P7-P9 P10-P12 P13-P15 P16-P18 P19-P21 P22-P24 P25-P27 P28-P30 P31-P33 P34-P36 P37-P39 P40-P42 P43-P44

ZL30402QCG1

Mfr. #:

Buy ZL30402QCG1

Manufacturer:

Microchip / Microsemi

Description:

Phase Locked Loops - PLL Pb Free Sonet / SDH Network Element PLL

Lifecycle:

New from this manufacturer.

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DHL FedEx Ups TNT EMS

Payment:

T/T Paypal Visa MoneyGram Western Union

Products related to this Datasheet

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