JESD204标准概述
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目錄
JESD204協議標準的分類和區別：
?JESD204A
JESD204B
?JESD204B的各層規范
由于高速ADC的迅速發展，傳輸速率已經邁入GSPS，因此JESD204B標準協議將會成為應用范圍最廣的接口傳輸協議。
JESD204協議標準的分類和區別：
????????第一版JESD204標準協議問世于2006年4月，由JEDEC國際協會發布。其中，ADC或DAC為數據轉換器，ASIC或FPGA為接收機。
????????由于當時對轉換器速率和分辨率的要求不高，所以最初的JESD204B標準只考慮了一個通道和一個鏈路，傳輸速率可達到3.125Gbps。發送端與接收端則共用一個系統時鐘。其傳輸結構如下圖所示：
?JESD204A
????????第一個修訂版本JESD204A標準于2018年4月發布。相較于JESD204標準最顯著的更新為該版本支持多鏈路和多通道串行數據傳輸。除此之外，該版本新添加了轉換器的多重對準能力，而最高傳輸速率達到了3.125Gbps，大大提高了轉換器的采樣率和分辨率。其傳輸結構如下圖所示：
JESD204B
????????JESD204B標準在2011年8月于JESDEC公司發布。該標準可支持單個轉換器的內部同步和多個轉換器之間的同步，數據傳輸速率可達到12.5Gbps。且速率可分為不同的等級。相較于之前的版本，JESD204B沒有單一的時鐘源，既可以使用器件內部時鐘也可以外接時鐘。其中JESD204B還提供了三種不同的傳輸模式，即子類0，子類1，子類2。子類1，可以支持確定的延時。其傳輸結構如下圖所示：
?????????經過兩次較大的修訂，JESD204標準協議越來越完善，其性能不斷提高，可以基本滿足現今高速轉換器的要求。所以，JESD204B標準有望成為事實應用中未來轉換器的協議標準。
?JESD204B的各層規范
?JESD204B標準協議具有四層結構，分別為應用層，傳輸層數據鏈路層，物理層。
????????? 應用層：
????????應用層的功能實完成傳輸通道的配置和數據映射轉換。與別的傳輸協議不同的是，設計人員必須以相同的配置方式來配置發送機和接收機，以便正確傳輸和解析數據。
?????????傳輸層：
???????? 傳輸層的功能是實現數據樣本與字符幀之間的映射。傳輸層將這些映射后的數據進行組幀。在傳輸層內，仍是并行數據形式，而不是所認為的串行數據形式。將這些并行數據發送到數傳輸通道路。并行數據的寬度由組幀后的結構決定，單字節為8位，雙字節為16位，以此類推。
????????數據鏈路層：
????????數據鏈路層實現接收并行的組幀數據的組幀，組幀后數據包含原始數據樣本、控制字符和冗余字符。在數據鏈路層內將數據采用8B/10B編碼。數據鏈路層通過鏈路建立過程同步JESD204B鏈路。
????????鏈路同步過程分為三大階段：代碼組同步(CGS)、初始化通道同步(ILAS)和數據傳輸階段。
????????鏈路需要以下信號：共享參考時鐘(一般為FPGA內部時鐘)，一個或多個CML物理數據傳輸通道，以及一個或多個同步信號（例如SYNC信號）。使用不同的子類取決要使用的信號：
子類0：采用設備時鐘，物理數據通道和同步信號SYNC~
子類1：采用設備時鐘，物理數據通道，同步信號SYNC~和SYSREF
子類2：采用設備時鐘，物理數據通道和同步信號SYNC~
??????? 1、代碼組同步（CGS）階段
????????在同步鏈路中，代碼組同步（CGS）階段是最核心的部分，可由下圖所展現。下面對五個特殊點進行說明。
?/K28.5/在FPGA仿真中體現為BC碼。當出現連續四個無錯誤BC時，Rx同步，并將SYNC信號拉高。下圖為/K28.5/字符的邏輯輸出。
??????? 2、初始通道的同步階段（ILAS）
????????初始通道同步階段（ILAS）階段的作用是允許接收機Rx對齊來自各個鏈路的通道，以及驗證鏈路參數是否配置正確。為了解決走線的長度不同以及傳輸過程中出現的字符偏斜，通道必須對齊。在實際應用中，不論配置IP核時是否啟用加擾功能 ，初試通道同步階段始終是無加擾傳輸。當SYNC信號由低電平0跳變為高電平1時，便進入ILAS階段。當發送機內的檢測模塊接收一個完整多幀后，便開始連續發送4個數據多幀。在所需的字符中插入冗余字符，以便傳送完整的多幀，如下圖所示。
4個多幀包括：
（1）多幀1：以/R/字符[K28.0]開始，以/A/字符[K28.3]結束。
（2）多幀2：以/R/字符開始，后接/Q/ [K28.4]字符，然后是14個配置8位字的鏈路配置參數，最后以/A/字符結束。
（3）多幀3：與多幀1相同。
（4）多幀4：與多幀1相同。
??????? 3、數據傳輸階段（Data）
????????在數據傳輸階段，通過預先插入的控制字符來判斷幀是否對齊。如果在數據傳輸階段，數據或幀沒有很好的對齊，會造成大量額外資源消耗。為了解決這個問題，JESD204B在幀的結尾處會采用字符替換。字符替換只能發在每幀的末尾，接收機通過發送對齊字符信號。字符替換有著嚴格的要求，必須是當前字符幀的最后一個字符與上一幀的最后一個字符相同時，才可以發生。這有利于判斷經過ILAS序列后，對齊是否未改變。
????????出現下列情況時，會對發送器執行字符替換：
? 若不使用加擾功能，并且字符幀的最后8位字與上一字幀的最后8位字一致。
? 若使用了加擾功能，并且多幀的最后一個8位字等于0x7C，或幀的最后一個8位字等于0xFC。
????????JESD204B的接收期間內，存在著一個多幀計數器(LMFC)，它持續計數到規定的值時，會置0重新開始計數。此時發送一個公共信號SYSREF到所有發送機和接收機，這些接收機和發送機器收到SYSREF信號時復位其LMFC，這樣使得在一個時間時鐘周期內所有LMFC同時置0。并將SYNC信號由高電平拉低為低電平(所有Tx與Rx器件都能接收到SYNC被拉低看到)后，發送器在下一次LMFC重新置0時開始ILAS階段。
????????如果參數設置正確且計數時間大于（發送機發送時間）+（通道傳輸時間）+（接收機接收時間），則接收機將在下一個LMFC之前從接收機的SerDes進行傳輸。接收器將數據發送到FIFO，然后在下一個計數器LMFC邊界時刻輸出數據。
??????? 物理層：
????????物理層中對接收到的數據進行并串轉換，對數據鏈路層所輸出8B/10B編碼數據以高速率發送和接收。（8B/10B編解碼原理及實現：https://blog.csdn.net/m0_37779673/article/details/118464343）物理層包括發送模塊，并串轉換模塊、內部時鐘同步模塊和接收模塊。由于其數據的高速傳輸，各個模塊常常采用單元設計。
?參考文獻：
ug_JESD204B-ch
JESD204B-Survival-Guide
總結
以上是生活随笔為你收集整理的JESD204标准概述的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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