詳解JESD204B串行接口時鐘需求及其實(shí)現(xiàn)方法

　　隨著數(shù)模轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率越來越高，JESD204B串行接口已經(jīng)越來越多地廣泛用在數(shù)模轉(zhuǎn)換器上，其對器件時鐘和同步時鐘之間的時序關(guān)系有著嚴(yán)格需求。本文就重點(diǎn)講解了JESD204B數(shù)模轉(zhuǎn)換器的時鐘規(guī)范，以及利用TI公司的芯片實(shí)現(xiàn)其時序要求。

　　1. JESD204B介紹

　　1.1 JESD204B規(guī)范及其優(yōu)勢

　　JESD204是基于SerDes($174.9800)的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，主要用于數(shù)模轉(zhuǎn)換器和邏輯器件之間的數(shù)據(jù)傳輸，其最早的版本是JESD204A，現(xiàn)在是JESD204Bsubclass0，subclass1，subclass2.區(qū)別主要在于其對同步和鏈路間固定時差的測量。目前市場上比較多地?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器接口是JESD204B subclass1.其最大傳輸速率可達(dá)12.5Gbps，支持多鏈路和多器件的同步以及固定時差的測量。下表是各版本之間的差異：

　　Table 1

　　在JESD204接口出現(xiàn)以前，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的數(shù)字接口絕大多數(shù)是差分LVDS的接口，這就造成了布板的困難，當(dāng)PCB的密度很大的時候就需要增加板層從而造成印制板的成本上升。而JESD204B接口是串行接口，能有效減少數(shù)據(jù)輸出的差分對，能最大限度的簡化Layout.因此JESD204B是高密度板不可或缺的接口。但因其需要進(jìn)行嚴(yán)格的同步和以及時延的測量，與之接口的邏輯會比LVDS接口復(fù)雜很多，幸運(yùn)的是現(xiàn)在邏輯廠商都集成了專用的JESD204IPCore在他們的軟件里，從而簡化了邏輯的設(shè)計(jì)。

　　1.2 JESD204B時鐘的需求

　　盡管JESD204B也有不同的版本，但越來越多的廠商選擇Subclass1，因此市面上絕大多數(shù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器都是基于這個版本設(shè)計(jì)的。本文就以JESD204B subclass1來討論時鐘的時序需要以及TI時鐘芯片方案的實(shí)現(xiàn)。任何一個串行協(xié)議都離不開幀和同步，JESD204B也不例外，也需要收發(fā)雙方有相同的幀結(jié)構(gòu)，然后以一種方式來同步，即辨別起始。JESD204B是以時鐘信號的沿來辨別同步的開始，以及通過一定的握手信號使得收發(fā)雙方能夠正確識別幀的長度和邊界，因此時鐘信號及其時序關(guān)系對于JESD204B就顯得極其重要。下圖是典型的JESD204B系統(tǒng)的系統(tǒng)連接，Device Clock是器件工作的主時鐘，一般在數(shù)模轉(zhuǎn)換器里為

　　圖1

　　其采樣時鐘或者整數(shù)倍頻的時鐘，其協(xié)議本身的幀和多幀的時鐘也是基于Device Clock.SYSREF是用于指示不同轉(zhuǎn)換器或者邏輯的Device Clock的沿，或者不同器件間Deterministic latency的參考。如下圖所示，Device Clock和SYSREF必須滿足的時序關(guān)系。

　　圖2

　　SYSREF的第一個上升沿要非常容易的能被Device Clock捕捉到，這樣就需要SYSREF和Device Clock滿足上圖的時序關(guān)系。通常會因?yàn)镻CB的線長以及時鐘器件不同通道輸出時的Skew，會帶來一定的誤差，Device Clock的上升沿不一定正好在SYSREF的脈沖的正中間，工程上只要在一定范圍內(nèi)就能保證JESD204收發(fā)正常工作。