第二章:时钟与同步接口

1. Device Clock

    Device clock是JESD204系统中每个单元的时间参考。每个设备需要通过该时钟产生frame clock和multiframe clock。

2. Frame clock和Local Multiframe Clock

    Frame clock时钟域作用于应用层和JESD204的链路层。

    对于需要实现确定性延时的应用,或者使用多个lane的应用,link上传输的数据必须multiframe对齐。每个multiframe和LMFC的边沿对齐。需要为发送设备和接收设备分别提供device clock,每个设备再使用device clock生成内部的frame clock和multiframe clock。

    当LMFC由发送设备或者接收设备生成时,其相对于device clock的相位将由外部信号决定。在subclass0中,相位由SYNC~(~是指该信号低有效)信号的上升沿决定;在subclass1中,相位由采样到SYSREF的时刻决定。Frame clock和Multiframe clock必须遵循以下规则。

  •     发送设备和接收设备的frame clock的周期必须一致;
  •     发送设备和接收设备的multiframe clock的周期必须一致;
  •     JESD204系统中所有的frame clock和multiframe clock都必须由一个共同的时钟源产生;
  •     在每个设备中,frame clock和LMFC必须对齐;
  •     对于subclass1而言,Frame clock和LMFC的相位由采样到SYSREF、并识别该信号有效时的device clock的边沿决定;
  •     对于subclass2而言,Frame clock的相位由检测到SYNC~信号撤销时、“adjustment clock”的边沿决定。“adjustment clock”在后面的章节讨论。
  •     JESD204系统内的设备可以允许LMFC和frame clock以很小的步进调整相位,这样可以使系统内的所有设备的LMFC更好的对齐。

    以上规则分别对每个link有效

3. SYNC接口

    SYNC是从接收设备到发送设备的反馈信号,该信号的时序很关键,需要与接收设备的frame clock同步。关于SYNC~,JESD204的规范中有以下描述:It is strongly recommended that synchronicity be maintained with the TX frame clock as well if specific clauses requiring informational passage over the SYNC interface (required for Subclass 0 and Subclass 2 operation) are to be supported。上述这段没有理解的很清楚,只知道规范推荐保持该信号与发送设备frame clock的同步

    下图描述了SYNC的时序要求,该要求subclass0和2都需要遵守。subclass0遵守该要求是为了向前兼容JESD204A,subclass2遵守该要求是为了实现确定性延时。发送设备和接收设备应该给出以下参数。

    

第二章:时钟与同步接口

    tDS_R是接收设备的device clock到SYNC~输出的延时,subclass0和2的接收设备需要给出该参数。但是并不是每个厂商的芯片都会给出这个参数,AD9173就没有给出该参数。

    tSU_T是发送设备管脚的建立保持时间,如果使用FPGA,该参数文档中都写的很清楚。

    

第二章:时钟与同步接口

    上面这幅图给出了SYNC的时序要求。根据规范要求,发送设备和接收设备的framce clock频率应该相同。SYNC信号由接收设备在device clock的上升沿发出。在发送设备中,该信号使用发送设备的device clock上升沿进行检测。以AD9173为例,当lane速率为10Gbps时,AD9173的PCLK为10G/40=250MHz,PCLK是AD9173内部用来处理数据的时钟。AD9173每个lane在内部的数据位宽始终为32bits,考虑8B/10B编码时的开销,PCLK=lane速率/(32*(10/8)),即PCLK=lane速率/40。Frame clock在AD9173中,在每个frame都会出现。每个frame clock内有F个octets,每个PCLK内有4个octets,所以rame clock和PCLK有以下关系:frame clock*F=PCLK*4。

    接收设备通过device clock上升沿发送SYNC信号,发送设备需要在接收设备frame clock上升沿(该上升沿是指与接收设备device clock对齐的fram clock的上升沿)之后的第一个发送设备frame clock上升沿检测到SYNC有效。当F=4,即frame clock为250MHz时,一个周期只有4ns,还要考虑tDS_R、tH_T和tSU_T。此时时序裕量已经很紧张了,设计时需要格外注意。

    当frame clock频率等于device clock时,SYNC的时序关系可以基于device clock计算;当frame clock频率高于device clock时,SYNC的时序关系可以基于frame clock计算。