JESD204B協(xié)議概述

在使用我們的最新模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，我已知道了很多有關(guān) JESD204B 接口標(biāo)準(zhǔn)的信息，這些器件使用該協(xié)議與 FPGA 通信。此外，我還在 E2E 上的該欄目下閱讀了各種技術(shù)文章及其它博客文章，明白了為什么 JESD204B 是 LVDS 和 CMOS 接口的后續(xù)產(chǎn)品。

有一個(gè)沒(méi)有深入討論的主題就是解決 ADC 至 FPGA 和 FPGA 至 DAC 鏈路問(wèn)題的協(xié)議部分，這兩種鏈路本來(lái)就是相同的 TX 至 RX 系統(tǒng)。作為一名應(yīng)用工程師，我所需要的就是了解其中的細(xì)微差別，這樣才能充分利用 JESD204B 通過(guò)現(xiàn)有 LVDS 和 CMOS 接口提供的優(yōu)勢(shì)。

有了 JESD204B，您無(wú)需再：

使用數(shù)據(jù)接口時(shí)鐘（嵌入在比特流中）

擔(dān)心信道偏移（信道對(duì)齊可修復(fù)該問(wèn)題）

使用大量 I/O（高速串行解串器實(shí)現(xiàn)高吞吐量）

擔(dān)心用于同步多種 IC 的復(fù)雜方法（子類(lèi) 1 和 2）

我們來(lái)考慮一種由 ADC 等數(shù)字源向 FPGA 發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的簡(jiǎn)單情況。在正確發(fā)送或接收數(shù)據(jù)之前，有幾件事必須要做，如圖 1 所示以及下文所說(shuō)明的那樣。

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圖1. JESD204B 協(xié)議狀態(tài)圖

1. 代碼組同步 (CGS) — 不需要接口時(shí)鐘，因此 RX 必須將其數(shù)位及字邊界與 TX 串行輸出對(duì)齊。RX 可向 TX 發(fā)送 SYNC 請(qǐng)求，讓其通過(guò)所有信道發(fā)送一個(gè)已知的重復(fù)比特序列，本例中每字符每 K 是 K28.5。確切的字符比特序列可在標(biāo)準(zhǔn)中找到。RX 將移動(dòng)每個(gè)信道上的比特?cái)?shù)據(jù)，直到找到 4 個(gè)連續(xù)的 K28.5 字符為止。這時(shí)，它不僅將知道比特及字邊界，而且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 CGS。隨后，它會(huì)取消對(duì) SYNC 的斷言，而 TX 和 RX 則都會(huì)進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)：初始信道對(duì)齊序列 (ILAS)。

2. ILAS — JESD204B 協(xié)議的一個(gè)良好特性可實(shí)現(xiàn)通過(guò) RX 模塊中的一些 FIFO／緩沖器吸收信道偏移。在實(shí)現(xiàn) CGS 后，TX 可在每個(gè)信道上發(fā)送已知的字符幀集合，稱(chēng)為信道對(duì)齊序列（以每字符每 R K28.0 開(kāi)始，以每字符每 A K28.3 結(jié)束）。收到對(duì)齊序列后，RX 會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 FIFO 緩沖，直到所有信道都收到完整的對(duì)齊序列。由于已經(jīng)知道了整個(gè)序列，因此信道隨后可重新對(duì)齊，這樣每個(gè)信道上的任何信道偏移都可通過(guò) FIFO 存儲(chǔ)器吸收，而且，信道隨后還可在相同的時(shí)間點(diǎn)、在 RX 模塊內(nèi)釋放該數(shù)據(jù)。這可緩解為串行解串器信道提供匹配布局的需求，因?yàn)樾诺榔瓶赏ㄟ^(guò) FIFO 存儲(chǔ)器吸收。

3. 用戶(hù)數(shù)據(jù)— 在代碼組同步及信道對(duì)齊后，就可正確接收用戶(hù)數(shù)據(jù)。如果在該最后狀態(tài)時(shí)用戶(hù)數(shù)據(jù)無(wú)效，則需要重新啟動(dòng)本過(guò)程，RX 會(huì)發(fā)送一個(gè) SYNC 請(qǐng)求重新開(kāi)始該過(guò)程。

第一次使用新技術(shù)可能會(huì)令人生畏。如果您正考慮在下個(gè)項(xiàng)目中使用該接口，希望我對(duì) JESD204B 中協(xié)議的簡(jiǎn)單介紹能幫助您緩解這種不適。

您是否希望進(jìn)一步了解 JESD204B 的優(yōu)勢(shì)？我在這里列出了一些其它資源：

向 JESD204B 過(guò)渡時(shí)您需要知道些什么（白皮書(shū)）

JESD204B：適合你嗎（博客文章）

高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器中的 JESD204B 與 LVDS（博客文章）