JESD204B协议详解：确定性延迟与系统时钟同步

"JESD204B协议详解与确定性延迟" JESD204B协议是一种高速串行接口标准，旨在解决高速ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）与FPGA（现场可编程门阵列）之间的数据传输问题。该协议在2011年发布，显著提升了数据传输速率，最高可达12.5Gbps，相比于之前的JESD204和JESD204A版本，其传输速度有了显著提升。 在JESD204B中，时钟管理是至关重要的。协议中涉及了三种类型的时钟：同源时钟CLKA，即使它们可能相位不相同，但它们来自同一个PLL（锁相环）；同相位时钟CLKB，虽然频率可能不同，但跳变沿对齐，可以由同一PLL分频产生；同时钟域时钟CLKC，是同源且同相位的，通常由同一PLL产生。这些时钟确保了数据传输的同步性和准确性。 确定性延迟（Deterministic Latency）是JESD204B的一个关键特性，它解决了系统中由于各种处理带来的不明确延迟问题。确定性延迟意味着在每次启动或重新初始化链路时，数据通过系统的延迟是已知且一致的。实现这一目标的关键在于TX设备生成ILAS（Internal Loopback and Alignment Signal）并在定义好的时间点启动所有通道，确保用户数据与ILAS同步。延迟以帧时钟域为单位，并且在每次操作中可重复，前提是辅助定时信号满足规范要求。 JESD204B链路的确定性延迟可以通过RBD（Register Bit Delay）乘以帧时钟的周期Tf来计算，最小延时=RBDxTf。这种延迟的确定性对于高速系统来说至关重要，因为它允许精确的数据对齐和同步，从而提高系统的整体性能和可靠性。 协议中还有两个关键信号，SYNC～和SYSREF。SYNC～是低电平有效的同步信号，用于接收设备的内部帧时钟同步，而在支持确定性延迟的设备中，此功能可通过SYSREF实现。SYSREF是高电平有效的，它的作用是校准LMFC（Link Management Frame Clock）、帧时钟和字符时钟的相位。 在JESD204B的三个子类中，子类0兼容JESD204A，子类1和子类2则支持确定性延迟，其中子类1采用SYSREF同步，而子类2则使用SYNC进行同步。配置子类时，可以通过IP核中的AXI-LITE寄存器或AD/DA芯片的SPI接口设置相应的模式。 了解并掌握JESD204B协议及其确定性延迟机制，对于设计高性能、高精度的信号处理系统是必不可少的，它能确保在高速数据传输中的稳定性和一致性。