在無線基礎設施收發器、軟件定義無線電、測試與測量設備、醫療成像系統、雷達和安全通信等領域的各種新興應用的推動下,數據轉換器行業被迫不斷提升其產品的精度、分辨率、采樣速率和帶寬。這一改變引發了一個非常嚴重的設計問題,即現有的I/O接口技術(CMOS和LVDS)無法滿足數據轉換器與其他設備(通常為FPGA或ASIC)之間的數據傳輸要求。業界對更高效率數字端接口的需求日益迫切。
這種情況下,一種高速的串行輸出數據接口標準JESD204應運而生,以更優質、更高吞吐率的方法實現轉換器與FPGA或ASIC之間的數據傳輸。自該標準推出以來,其使用率穩步上升,并有望成為未來轉換器的協議標準。
成長中的JESD204
相比于并行或串行LVDS和CMOS接口, JESD204具有更高的接口速率,能支持更高采樣速率的轉換器。在系統設計時具有顯著的優勢。首先,JESD204的使用能簡化整體系統設計并降低系統的整體成本,同時又不影響整體系統性能。其次,還能減少發射端和接收端的引腳數,使得系統封裝尺寸更小。不僅如此,JESD204還能輕松地擴展從而滿足未來帶寬的需要。
目前,該接口經歷了兩個版本的改進和實施,以適應對更高速度和更高分辨率轉換器的需求。2006年,JEDEC發布JESD204規范,使單數據通道上的速率達到3.125 Gb/s。2008年4月, 發布了JESD204A,增加了對多路時序一致數據通道和通道同步的支持。2011年7月,該規范的第三個修訂版JESD204B發布,即當前版本。修訂后的標準中,一個重要方面就是加入了實現確定延遲的條款。另外,對數據速率的支持上升到了12.5 Gb/s,并描述了設備的不同速度等級。
實現高速ADC和FPGA的連接
作為占據全球數據轉換器行業近半數市場份額的領軍企業,ADI公司持續關注數據轉換器行業的最新前沿技術。在意識到高速ADC和DAC與FPGA之間的接口成為系統OEM廠商滿足下一代大量數據處理需要的限制因素之后,作為JEDEC JESD204標準委員會的創始成員,ADI開發出兼容的數據轉換器產品,并推出了全面的產品路線圖,從而全力幫助客戶充分利用這一重大接口技術突破。
ADI華中區銷售經理張靖先生表示,到目前為止,ADI推出的滿足JEDEC JESD204B 串行輸出數據接口標準的芯片有十余款,而最新的成果就是AD9250和AD6673。
AD9250 ADC是市場上首款完全達到 JESD204B Subclass 1確定性延遲要求的250 MS/s ADC,為 FPGA 系統中的模擬信號鏈設計提供了一種新的高度集成方法。雙通道14位ADC AD9250具備無與倫比的寬帶信號處理性能,其簡化的接口為軟件定義無線電和醫療超聲領域的下一代FPGA應用設計掃清了障礙。對于許多系統設計師來說,實現高性能模擬信號鏈所面對的 I/O 挑戰現在有了一個精巧的解決方案。
AD6673則是一款11位、250 MS/s、雙通道中頻(IF)接收機,專門針對要求高動態范圍性能、低功耗和小尺寸的電信應用中支持多天線系統而設計。其吞吐率可以達到5 Gb/s。
據張靖介紹,ADI公司對JESD204標準的投入不僅體現在其轉換器產品上,還包括推出在線設計與評估工具,并與FPGA廠商合作共同開發FMC適配卡,進一步簡化系統的設計復雜度。例如其FPGA開發平臺兼容FPGA夾層卡(FMC)系列采用JEDEC JESD204B SerDes(串行器/解串器)技術,最近該系列推出新品AD9250-FMC-250EBZ套件。數字和模擬設計人員可以利用AD9250-FMC-250EBZ套件簡化并快速完成高速JESD204B A/D converter-to-FPGA平臺的原型開發。