为什么 JEDEC JESD204 标准越来越受欢迎-JESD204B 子类和您需要了解的内容

在高速数据通信的动态世界中，JEDEC JESD204 标准是高速模数和数模数据转换器（ADC 和 DAC）与 FPGA、ASIC 和 DSP 等逻辑器件之间进行高效数据传输的基石。 JESD204 标准定义了一种串行接口，与更传统的接口相比，可减少电路板空间、提高速度并降低成本。JESD204 标准的最初版本减少了 DAC 的数据输入数量和 ADC 的数据输出数量。它简化了转换器与收发器（Tx）和接收器（Rx）部件之间的数据传输。自 JESD204 标准首次推出以来，它已发展了几代，增加了突破性的功能，以跟上高速转换器和逻辑器件的推出步伐。本概述介绍了 JESD204 A/B/C 的演变，包括 JESD204B 首次引入的子类的重要性。

图 1. 显示 ADC Tx 和 FPGA Rx 之间 JESD204 接口的高层框图。

JESD204 演进概述

JESD204 标准最初的设想是简化高速数据转换器的设计复杂性，现在已经有了长足的发展。作为数据转换和传输的首选解决方案，该标准有望在电子系统设计中占据主导地位。

JESD204：

JESD204 是该标准的第一个版本，于 2006 年推出，可提高数据传输速度和带宽，从而提高吞吐量。虽然数据传输速率为 3.12 Gbps，但 JESD204 在多个转换器和设备之间的数据同步方面存在局限性。

JESD204A

JESD204A 版本于 2008 年推出。与其前身不同的是，JESD204A 支持多通道（每通道 3.12 Gbps）以及多通道同步和多设备同步，解决了 JESD204 的局限性。

JESD204B

2011 年推出的 JESD204B 增加了突破性的子类，为多设备同步提供了更大的灵活性，最显著的是引入了确定性延迟。它的速度也快了四倍，并实现了谐波时钟。这次迭代为设计带来了重大改进，包括：

更高的数据传输速率- JESD204B 满足了无线 5G 前端网络、雷达系统、卫星通信和数字成像等应用对速度的快速需求，使每通道的数据传输速率高达 12.5 Gbps。

引入子类- 为解决更高速度下的同步问题，JESD204B 引入了子类。每个子类都能在数据转换器和其他系统组件之间实现不同程度的同步。这标志着高速数据系统的一个变革性时刻，它极大地影响了数据转换器的同步方式，并对系统性能、设计和效率产生了影响。

• 子类 0，基本功能： 该子类别提供基本功能，没有具体的同步规定。它适用于同步不是关键因素的系统。

• 子类 1，使用      SYSREF 的确定性延迟： 子类 1 实现了数据转换器和设备时钟域之间的同步。它使用系统参考信号（SYSREF）对齐转换器的内部时钟，确保更好的同步。SYSREF 改变了游戏规则，确保系统中的所有数据转换器都对准一个共同的时钟信号，最大限度地减少定时误差，提高数据完整性。这对相控阵雷达、无线电装置或多通道音频系统等需要紧密同步的系统影响深远。

• 子类 2：使用      SYNC~ 实现精确定时控制和确定性延迟： 这是最先进的 JESD204B 子类。它能保证多个设备的转换过程在精确的相同系统时钟周期内开始。这种精确度对于无线通信中的 5G 多输入多输出 (MIMO) 系统等应用非常重要，因为在这些应用中，时序差异会严重影响性能。

  

表 1. JESD204B 三个子类之间的差异。

JESD204C：

2017 年推出的 JESD204C 大幅提高了串行数据传输速率。32 Gbps 的速度比 JESD204B 快 2.5 倍以上。除了与前一版本一样的 8B/10B 链路层外，它还具有 64/66B 和 64B/80B 链路层，用于时钟恢复和接收器训练与均衡，并减少了开销。

图 2. 描述原始 JESD204 标准和修订版 A、B 和 C 的三个框图（来源：JEDEC 标准，数据转换器串行接口，JESD204C，JESD204B.01 2012 年 1 月修订版）： JEDEC 标准，数据转换器串行接口，JESD204C，JESD204B.01 2012 年 1 月修订版）

表 2. 不同版本的 JESD204 概述。

JESD204B 子类为何意义重大：增强同步、计时精度和简化系统设计

JESD204B 首次引入的子类是该标准的一大突破。子类的许多优点包括：

• 简化配置，降低系统复杂性： 子类通过标准化同步过程，简化了复杂系统的设计。这减少了对定制解决方案的需求，使系统设计人员能够专注于系统优化的其他方面。

• 设计灵活： 通过提供不同级别的同步控制，子类允许设计人员为其特定应用选择最合适的子类，从而在系统复杂性和同步需求之间取得平衡。

• 集成性和可扩展性： 子类带来的标准化使得集成多个数据转换器以及根据应用需求扩大或缩小系统规模变得更加容易。

• 提高数据完整性并减少噪音： 精确的同步可最大限度地降低数据损坏的风险。在高速数据系统中，即使是微小的时序差异也会导致严重的数据错误。子类有助于保持数据完整性，尤其是在高速传输大量数据的系统中。同步可减少系统噪声，这在医学成像或高精度仪器等应用中是一个关键因素。通过调整数据转换器的时序，子类降低了噪声引起错误的可能性，从而提高了数据的整体质量。

在 JESD204B 子类出现之前，设计人员在管理数据转换器和其他组件之间的多个接口时经常面临挑战。子类简化了这一过程，降低了接口复杂性，提高了系统可靠性。

采用 JESD204C 及更高版本，使设计面向未来

       随着技术的发展，对高速数据系统的要求也在不断提高。JESD204B 子类提供了一个适应性强的框架，有助于确保系统与新兴技术保持同步。从提高同步和定时精度，到简化系统设计和确保数据完整性，这些子类都是现代电子系统设计不可或缺的一部分。它们凸显了高速数据通信技术的动态特性和不断创新的需求。子类有助于确保向后兼容性，并表明 JEDEC 致力于与不断进步的行业共同发展，为未来的标准做好准备。

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