LVDS 和 CMOS 接口提供的優(yōu)勢有哪些

作者：Ken C

在使用我們的最新模數(shù)轉換器 （ADC） 和數(shù)模轉換器 （DAC） 設計系統(tǒng)時，我已知道了很多有關 JESD204B 接口標準的信息，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。

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

有了 JESD204B，您無需再：

使用數(shù)據(jù)接口時鐘（嵌入在比特流中）

擔心信道偏移（信道對齊可修復該問題）

使用大量 I/O（高速串行解串器實現(xiàn)高吞吐量）

擔心用于同步多種 IC 的復雜方法（子類 1 和 2）

我們來考慮一種由 ADC 等數(shù)字源向 FPGA 發(fā)送數(shù)字數(shù)據(jù)的簡單情況。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 所示以及下文所說明的那樣。

圖 1. JESD204B 協(xié)議狀態(tài)圖

1. 代碼組同步 （CGS） — 不需要接口時鐘，因此 RX 必須將其數(shù)位及字邊界與 TX 串行輸出對齊。RX 可向 TX 發(fā)送 SYNC 請求，讓其通過所有信道發(fā)送一個已知的重復比特序列，本例中每字符每 K 是 K28.5。確切的字符比特序列可在標準中找到。RX 將移動每個信道上的比特數(shù)據(jù)，直到找到 4 個連續(xù)的 K28.5 字符為止。這時，它不僅將知道比特及字邊界，而且已經(jīng)實現(xiàn)了 CGS。隨后，它會取消對 SYNC 的斷言，而 TX 和 RX 則都會進入下一個狀態(tài)：初始信道對齊序列 （ILAS）。

2. ILAS — JESD204B 協(xié)議的一個良好特性可實現(xiàn)通過 RX 模塊中的一些 FIFO／緩沖器吸收信道偏移。在實現(xiàn) CGS 后，TX 可在每個信道上發(fā)送已知的字符幀集合，稱為信道對齊序列（以每字符每 R K28.0 開始，以每字符每 A K28.3 結束）。收到對齊序列后，RX 會對數(shù)據(jù)進行 FIFO 緩沖，直到所有信道都收到完整的對齊序列。由于已經(jīng)知道了整個序列，因此信道隨后可重新對齊，這樣每個信道上的任何信道偏移都可通過 FIFO 存儲器吸收，而且，信道隨后還可在相同的時間點、在 RX 模塊內釋放該數(shù)據(jù)。這可緩解為串行解串器信道提供匹配布局的需求，因為信道偏移可通過 FIFO 存儲器吸收。

3. 用戶數(shù)據(jù) — 在代碼組同步及信道對齊后，就可正確接收用戶數(shù)據(jù)。如果在該最后狀態(tài)時用戶數(shù)據(jù)無效，則需要重新啟動本過程，RX 會發(fā)送一個 SYNC 請求重新開始該過程。

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