抓住JESD204B接口功能的关键问题
发表时间：2024-05-15 08:36:54 浏览：108
JESD204B是最近批准的JEDEC标准，用于转换器与数字处理器件之间的串行数据接口。它是第三代标准，解决了先前版本的 一些缺陷。该接口的优势包括：数据接口路由所需电路板空间更少，建立与保持时序要求更低，以及转换器和逻辑器件的封装更小。多家供应商的新型模拟/数字转换器采用此接口，例如ADI的 AD9250。
与现有接口格式和协议相比，JESD204B接口更复杂、更微妙，必须克服一些困难才能实现其优势。像其他标准一样，要使该接口比单倍数据速率或双倍数据速率CMOS/LVDS等常用接口更受欢迎，它必须能无缝地工作。虽然JESD204B标准由JEDEC 制定，但某些特定信息仍需要阐明，或者可能散布于多个参考文献中。另外，如果有一个简明的指南能概要说明该标准、工作原理以及如何排除故障，无疑对使用者将极为有帮助。
本文阐释JESD204B标准的ADC与FPGA的接口，如何判断其是否正常工作，以及可能更重要的是，如何在有问题时排除故障。文中讨论的故障排除技术可以采用常用的测试与测量设备，包括示波器和逻辑分析仪，以及 Xilinx ® 的ChipScope或 Altera ® 的 SignalTap等软件工具。同时阐明了接口信号传输，以便能够利用一种或多种方法实现信号传输的可视化。
JESD204B概述
JESD204B标准提供一种将一个或多个数据转换器与数字信号处理器件接口的方法（通常是ADC或DAC与FPGA接口），相比于通常的并行数据传输，这是一种更高速度的串行接口。该接口速度高达12.5 Gbps/通道，使用帧串行数据链路及嵌入式时钟和 对齐字符。它减少了器件之间的走线数量，降低了走线匹配要求，并消除了建立与保持时序约束问题，从而简化了高速转换器数据接口的实施。由于链路需要在数据传输之前建立，因此存在新的挑战，必须采用新的技术来确定接口是否正常工作，以及在接口故障时怎么办。
JESD204B接口通过三个阶段来建立同步链路：代码组同步(CGS)、初始通道同步(ILAS)和数据传输阶段。链路需要以下信号：共享参考时钟（器件时钟），至少一个差分CML物理数据电连接（称为"通道"），以及至少一个其他同步信号（SYNC~和可能的SYSREF）。使用哪些信号取决于子类：
• 子类0使用器件时钟、通道和SYNC~。
• 子类1使用器件时钟、通道、SYNC~和SYSREF。
• 子类2使用器件时钟、通道和SYNC~。
子类0在许多情况下足以满足需求，因而是本文的重点。子类1和子类2提供了建立确定性延迟的方法，这在需要同步多个器件或需要系统同步或固定延迟的应用中非常重要，例如一个系统的某个事件需要已知的采样沿，或者某个事件必须在规定时间内响应输入信号。
图1显示了从发射器件(ADC)到接收器件(FPGA)的简化JESD204B链路，数据从一个ADC经由一个通道传输。
与现有接口格式和协议相比，JESD204B接口更复杂、更微妙，必须克服一些困难才能实现其优势。像其他标准一样，要使该接口比单倍数据速率或双倍数据速率CMOS/LVDS等常用接口更受欢迎，它必须能无缝地工作。虽然JESD204B标准由JEDEC 制定，但某些特定信息仍需要阐明，或者可能散布于多个参考文献中。另外，如果有一个简明的指南能概要说明该标准、工作原理以及如何排除故障，无疑对使用者将极为有帮助。
本文阐释JESD204B标准的ADC与FPGA的接口，如何判断其是否正常工作，以及可能更重要的是，如何在有问题时排除故障。文中讨论的故障排除技术可以采用常用的测试与测量设备，包括示波器和逻辑分析仪，以及 Xilinx ® 的ChipScope或 Altera ® 的 SignalTap等软件工具。同时阐明了接口信号传输，以便能够利用一种或多种方法实现信号传输的可视化。
JESD204B概述
JESD204B标准提供一种将一个或多个数据转换器与数字信号处理器件接口的方法（通常是ADC或DAC与FPGA接口），相比于通常的并行数据传输，这是一种更高速度的串行接口。该接口速度高达12.5 Gbps/通道，使用帧串行数据链路及嵌入式时钟和 对齐字符。它减少了器件之间的走线数量，降低了走线匹配要求，并消除了建立与保持时序约束问题，从而简化了高速转换器数据接口的实施。由于链路需要在数据传输之前建立，因此存在新的挑战，必须采用新的技术来确定接口是否正常工作，以及在接口故障时怎么办。
JESD204B接口通过三个阶段来建立同步链路：代码组同步(CGS)、初始通道同步(ILAS)和数据传输阶段。链路需要以下信号：共享参考时钟（器件时钟），至少一个差分CML物理数据电连接（称为"通道"），以及至少一个其他同步信号（SYNC~和可能的SYSREF）。使用哪些信号取决于子类：
• 子类0使用器件时钟、通道和SYNC~。
• 子类1使用器件时钟、通道、SYNC~和SYSREF。
• 子类2使用器件时钟、通道和SYNC~。
子类0在许多情况下足以满足需求，因而是本文的重点。子类1和子类2提供了建立确定性延迟的方法，这在需要同步多个器件或需要系统同步或固定延迟的应用中非常重要，例如一个系统的某个事件需要已知的采样沿，或者某个事件必须在规定时间内响应输入信号。
图1显示了从发射器件(ADC)到接收器件(FPGA)的简化JESD204B链路，数据从一个ADC经由一个通道传输。