论文部分内容阅读
数据转换器是沟通数字世界和模拟世界的桥梁,是生活中普遍存在的重要基础技术。随着数据业务需求的激增,数据转换器的性能不断提升,朝着更高分辨率,更快采样速率的方向发展,同时还要面对低功耗、器件小型化、多通道集成等挑战。这些挑战加剧了数据转换器与逻辑器件之间的数据传输问题,传统的并行传输方式易受码间串扰影响,布线要求苛刻,已不能完成大数据量的同步传输需求。因此需要一种同步机制完善,以串行方式传输数据的接口。固态技术协会JEDEC发布的高速串行接口标准——JESD204,解决了高分辨率、高采样率、多通道转换器的数据传输问题。JESD204接口相比于传统的并行接口,在引脚数量,功耗和封装尺寸的等方面具有显著的优势,且自JESD204B版本起引入确定性延迟这一重要概念,使数据转换器和逻辑器件间的数据传输有了完善的同步机制。本文在深入理解JESD204B标准的基础上,使用Veriolg硬件描述语言设计了符合标准的发送端电路模块。该模块支持片内集成的应用,可满足双通道、12位分辨率、1.6Gsps采样率的ADC在四种采样模式下的数据采样,并可适配于符合LV-OIF-11G-SR规范的物理层。最终数据串化后以4串行通道输出,单通道传输速率可达12Gbps。论文采用四路并行的设计降低了时钟频率,设计了具有高性价比和实用性的数据打包格式,基于加扰多项式1(10)x14(10)x15设计了32位并行加扰的自同步扰码器,减少了频谱尖峰。采用查找表加组合逻辑的方法实现8b/10b编码,可生成特殊的控制字符用于数据链路的建立;并基于标准规范的字符替换规则,在帧尾或多帧尾处插入控制字符,用以维护帧和通道的对齐。最终,论文就片内集成应用,在Xilinx的Vivado设计工具中搭建仿真环境。将所设计的JESD204B模块进行两次例化,与JESD204B接收端IP核对接,并将信号发生器、物理层的行为模型和解帧模块集成在内,构建了具有完整收发功能的系统。仿真结果表明所设计的模块符合JESD204B标准,具有很强的实用性和可扩展性。