LVDS 和 CMOS 接口提供的优势有哪些

作者：Ken C

在使用我们的最新模数转换器 （ADC） 和数模转换器 （DAC） 设计系统时，我已知道了很多有关 JESD204B 接口标准的信息，这些器件使用该协议与 FPGA 通信。此外，我还在 E2E 上的该栏目下阅读了各种技术文章及其它博客文章，明白了为什么 JESD204B 是 LVDS 和 CMOS 接口的后续产品。

有一个没有深入讨论的主题就是解决 ADC 至 FPGA 和 FPGA 至 DAC 链路问题的协议部分，这两种链路本来就是相同的 TX 至 RX 系统。作为一名应用工程师，我所需要的就是了解其中的细微差别，这样才能充分利用 JESD204B 通过现有 LVDS 和 CMOS 接口提供的优势。

有了 JESD204B，您无需再：

使用数据接口时钟（嵌入在比特流中）

担心信道偏移（信道对齐可修复该问题）

使用大量 I/O（高速串行解串器实现高吞吐量）

担心用于同步多种 IC 的复杂方法（子类 1 和 2）

我们来考虑一种由 ADC 等数字源向 FPGA 发送数字数据的简单情况。在正确发送或接收数据之前，有几件事必须要做，如图 1 所示以及下文所说明的那样。

图 1. JESD204B 协议状态图

1. 代码组同步 （CGS） — 不需要接口时钟，因此 RX 必须将其数位及字边界与 TX 串行输出对齐。RX 可向 TX 发送 SYNC 请求，让其通过所有信道发送一个已知的重复比特序列，本例中每字符每 K 是 K28.5。确切的字符比特序列可在标准中找到。RX 将移动每个信道上的比特数据，直到找到 4 个连续的 K28.5 字符为止。这时，它不仅将知道比特及字边界，而且已经实现了 CGS。随后，它会取消对 SYNC 的断言，而 TX 和 RX 则都会进入下一个状态：初始信道对齐序列 （ILAS）。

2. ILAS — JESD204B 协议的一个良好特性可实现通过 RX 模块中的一些 FIFO／缓冲器吸收信道偏移。在实现 CGS 后，TX 可在每个信道上发送已知的字符帧集合，称为信道对齐序列（以每字符每 R K28.0 开始，以每字符每 A K28.3 结束）。收到对齐序列后，RX 会对数据进行 FIFO 缓冲，直到所有信道都收到完整的对齐序列。由于已经知道了整个序列，因此信道随后可重新对齐，这样每个信道上的任何信道偏移都可通过 FIFO 存储器吸收，而且，信道随后还可在相同的时间点、在 RX 模块内释放该数据。这可缓解为串行解串器信道提供匹配布局的需求，因为信道偏移可通过 FIFO 存储器吸收。

3. 用户数据 — 在代码组同步及信道对齐后，就可正确接收用户数据。如果在该最后状态时用户数据无效，则需要重新启动本过程，RX 会发送一个 SYNC 请求重新开始该过程。

第一次使用新技术可能会令人生畏。如果您正考虑在下个项目中使用该接口，希望我对 JESD204B 中协议的简单介绍能帮助您缓解这种不适。

审核编辑：彭菁