14-Bit-A/D-Wandler ADC für Echtzeittelemetrie und minimierte Ausfallzeiten von KI-Rechenzentren

Mit einer Abtastrate von 3 GSample/s und integrierter Ereigniserkennung erfasst der 14-Bit-A/D-Wandler ADC34DSO75 extrem kurzzeitige Störungen in Echtzeit. Das vereinfacht die Fehlersuche und reduziert die Ausfallzeiten in KI-Rechenzentren.

Texas Instruments hat mit dem ADC34DSO75 den eigenen Angaben zufolge leistungsfähigsten A/D-Wandler, der über 24 Stunden eine stromsparende, ereignisbasierte Fernüberwachung mit nanosekundengenauer Auflösung ermöglicht, auf den Markt gebracht. Indem die Lösung einen A/D-Wandler mit schneller Abtastung mit digitaler Signalverarbeitung kombiniert, lassen sich kurzzeitige Ausfälle in Echtzeit detektieren und erfassen. Damit macht der Baustein das Debugging und die Verwendung von Oszilloskopen vor Ort überflüssig. Zielmarkt sind Hyperscaler.

Der vierkanalige A/D-Wandler tastet mit bis zu 3 GSample/s und einer Auflösung von 14 Bit ab. Der zeitliche Abstand zwischen zwei Abtastwerten beträgt damit rund 333 ps. Die analoge Eingangsbandbreite reicht bis 3 GHz bei −3 dB, das Signal-Rausch-Verhältnis beträgt 68 dBFS. Der Eingangsspannungsvollbereich liegt bei 1,4375 V Spitze-Spitze; als Eingangsabschluss sind 100 oder 200 Ω vorgesehen.

Integrierte Ereigniserkennung reduziert Datenmengen

Statt sämtliche Messwerte permanent zu übertragen, überwacht der A/D-Wandler die Eingangssignale kontinuierlich und speichert gezielt auffällige Signalverläufe. Die Ereigniserkennung lässt sich über obere und untere Schwellenwerte, eine Referenz auf die Signalbasislinie oder Flankenerkennung konfigurieren. Externe Trigger-Eingänge ermöglichen zusätzliche Auslösebedingungen.

Wird ein Ereignis erkannt, sichert der Baustein die Messwerte vor und nach dem Trigger. So lässt sich auch nachvollziehen, wie sich eine Störung aufgebaut hat. Der interne Speicher umfasst 256 KiB und kann flexibel auf die vier Kanäle verteilt werden. Pro Kanal sind bis zu 32.720 Samples für eine Ereigniserfassung möglich. Ein 64-Bit-Zähler liefert Zeitstempel für die zeitliche Zuordnung der Ereignisse. Eine programmierbare FIR-Filterung mit bis zu 96 Taps pro Kanal erlaubt die Anpassung der digitalen Signalverarbeitung an die Messaufgabe.

Mit diesem Ansatz reduziert sich der Aufwand für die Datenübertragung und Auswertung. Die Ereigniserkennung ist direkt im A/D-Wandler integriert, sodass nicht sämtliche Funktionen in einem externen FPGA realisiert werden müssen. Die Leistungsaufnahme beträgt bei 3 GSample/s laut Hersteller 1,6 W pro Kanal.

Die Konfiguration erfolgt über die SPI-Schnittstelle, die Ereignisdaten werden über eine Octal-SPI-Schnittstelle mit bis zu 200 Mbit/s ausgelesen. Mehrere Bausteine lassen sich in Reihe schalten, um weitere Messpunkte über eine gemeinsame Schnittstelle anzubinden.

Den A/D-Wandler hat TI auf dem Open Compute Project Global Summit OCP im Oktober 2026 vorgestellt. Zu sehen waren außerdem der laut Hersteller erste isolierte 800-V-Hot-Swap-Controller der Industrie LMI800PS und der jitterarme Oszillator LMK6B.

800-V-Hot-Swap-Controller

Der LMI800PS ersetzt eine komplexe, aus fünf integrierten Schaltungen bestehende diskrete Lösung durch einen hochintegrierten Baustein, der für Inrushstromschutz und Power-Path-Schutz sorgt. Die Integration einer isolierten Bias-Stromversorgung und einer PMBus-Telemetriefunktion reduziert die benötigte Leiterplattenfläche um 60 % und macht Hochspannungs-Designs einfacher.

Der Chip ermöglicht eine einfache Einspeisung und eine zügige Fehlerisolation und erfüllt dank verstärkter Isolation (5 kV_eff) und einer Kriechstrecke von mehr als 8 mm die Sicherheitsnormen. Dies verhindert, dass der Ausfall eines Verbrauchers die gesamte Stromversorgung blockiert und maximiert so die Stabilität des Rechenzentrums. Der für ±400-V- und ±800-V-Verteilungen geeignete Baustein bietet eine skalierbare Lösung für unterschiedlichste Rack-Architekturen und beschleunigt das Deployment hocheffizienter Stromversorgungs-Systeme für KI-Infrastrukturen der nächsten Generation.

Jitterarmer BAW-Oszillator

Der BAW-Oszillator LMK6B (Bulk Acoustic Wave) soll sich durch gute Jitter und PSRR-Werte (Power-Supply Rejection Ratio) auszeichnen. Da sich die Übertragungsraten in Rechenzentren der Marke von 3,2 TBit/s nähern, wird der Spielraum für Timingfehler deutlich enger, sodass selbst der geringste Jitter die Bitfehlerraten erhöhen und das System instabil machen kann. Der Oszillator bringt es auf die laut Hersteller branchenführende Jitter-Performance von 9,6 fs bei 625 MHz, was eine zuverlässige Leistungsfähigkeit gewährleistet und die nötige Signalintegrität für die KI-getriebenen Netzwerk-Infrastrukturen der nächsten Generation sicherstellt.(kr)

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