JESD204C標準的介紹和新功能

許多行業(yè)的數(shù)據(jù)密集型應用程序繼續(xù)推動快速有效地交付有效負載數(shù)據(jù)的界限。5G 通信網(wǎng)絡在基礎(chǔ)設施及其連接組件中采用需要更多帶寬的系統(tǒng)。在航空航天和國防工業(yè)中，這意味著在雷達應用和復雜數(shù)據(jù)分析儀器中可以在更短的時間內(nèi)處理更多信息。相關(guān)地，對帶寬快速擴展的測試和分析轉(zhuǎn)化為電子測試設備對更高速度和容量的需求。

對數(shù)據(jù)不斷增長的需求導致 JEDEC 固態(tài)技術(shù)協(xié)會需要引入最新的 JESD204 標準，用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和邏輯器件之間的高速串行鏈路。該標準的 B 修訂版于 2011 年發(fā)布，將串行鏈路數(shù)據(jù)速率推至 12.5 Gbps，并確保從一個電源周期到下一個電源周期的確定性延遲，同時滿足當時基于轉(zhuǎn)換器的應用的更高帶寬要求。該標準的最新版本 JESD204C 于 2017 年底發(fā)布，以繼續(xù)支持這一和下一代多千兆數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的性能要求的上升趨勢。JESD204C 小組委員會為新版標準制定了四個高級目標：增加通道速率以支持更高帶寬應用程序的需求，提高有效載荷傳遞的效率，并提供改進的鏈路穩(wěn)健性。此外，他們希望編寫一個比 JESD204B 更清晰的規(guī)范，同時修復該版本標準中的一些錯誤。還希望提供與 JESD204B 向后兼容的選項。完整的 JESD204C 規(guī)范可通過杰德克。

這本由兩部分組成的入門讀物作為對 JESD204C 標準的介紹，重點介紹了與 JESD204B 的區(qū)別，并詳細介紹了旨在滿足前述目標的關(guān)鍵新功能，并在提供各種所需的帶寬能力的同時提供更友好的用戶界面的行業(yè)。本系列的第一部分提供了這些差異和新功能的高級視圖。第 2 部分將深入探討最重要的新功能。

總結(jié) JESD204C 的變化

JESD204C 規(guī)范經(jīng)過組織以提高可讀性和清晰度，它包括五個主要部分。“簡介和通用要求”部分涵蓋了適用于所有實施層的要求。物理層、傳輸層和每個數(shù)據(jù)鏈路層（8b/10b、64b/66b 和 64b/80b）的部分涵蓋了專門適用于這些實施層的要求。整個標準中引入了幾個新術(shù)語，主要與新的 64b/66b 和 64b/80b 鏈路層以及這些鏈路層的新同步過程相關(guān)。雖然傳輸層在 JESD204B 中保持不變，但物理層發(fā)生了相當大的變化。上述變化，

新術(shù)語

JESD204C 中引入了幾個新術(shù)語和配置參數(shù)，主要用于描述與 64b/66b 和 64b/80b 鏈路層相關(guān)的功能。表 1 列出了最相關(guān)的術(shù)語和參數(shù)以及每個的簡要說明。這些將在以下部分中進一步描述。

傳輸層

對于 JESD204C，傳輸層與 JESD204B 保持不變。在傳輸層中組裝的數(shù)據(jù)幀以 8 字節(jié)塊的形式通過鏈路發(fā)送。對標準的這一部分進行了組織、文本和圖形的更改，以提供更高的清晰度。

由于 64 位編碼方案的性質(zhì)，在某些配置中，幀邊界不會與塊邊界對齊（幀可能不完全包含八個八位字節(jié)）。這方面的細節(jié)和影響將在本系列的第 2 部分中介紹。

數(shù)據(jù)鏈路層

如前所述，該標準有兩個主要部分涵蓋不同的數(shù)據(jù)鏈路層方案。來自 JESD204 標準先前版本的 8b/10b 編碼方案，包括使用 SYNC~ 引腳和使用 K.28 字符進行同步、通道對齊和錯誤監(jiān)控，作為向后兼容的選項保持不變。但是，從長遠來看，大多數(shù)應用程序可能會使用 JESD204C 中添加的新 64 位編碼方案之一。64b/66b 方案將提供最高效率并基于 IEEE 802.3。雖然它被稱為編碼，但實際上并沒有進行任何編碼（類似于 8b/10b）。該方案只是將兩個標頭位添加到 64 位有效負載數(shù)據(jù)中。既然是這樣，加擾是強制性的，以保持直流平衡并確保足夠的轉(zhuǎn)換密度，以便 JESD204C 接收器中的時鐘和數(shù)據(jù)恢復 （CDR） 電路能夠可靠地恢復時鐘。這將在本系列的第 2 部分。還添加了 64b/80b 選項，該選項保持與 8b/10b 方案相同的時鐘比率，同時允許使用前向糾錯等新功能。這兩種 64 位編碼方案都不兼容 JESD204B 中使用的 8b/10b 編碼。

物理層

JESD204C 已將通道速率的上限提高到 32 Gbps，同時保持早期版本中建立的 312.5 Mbps 的下限。JESD204B 中的上限為 12.5 Gbps。雖然沒有嚴格禁止，但不建議對高于 16 Gbps 的通道速率使用 8b/10b 編碼，也不建議對低于 6 Gbps 的通道速率使用 64b 方案。

JESD204C 引入了兩類類來定義物理接口的特性。表 2 列出了與每個類別相關(guān)的車道速率。表 3 列出了 C 類中的信道類型以及相關(guān)的加重和均衡特性。

JESD204C 還引入了 JESD204 通道工作裕度 （JCOM） 的概念，用于確認符合 C 類 PHY 層標準。這種工作裕度計算補充了應用本標準和之前的標準修訂版中描述的 B 類 PHY 層實現(xiàn)的眼圖模板。

時鐘和同步

JESD204C 將保留 JESD204B 中定義的 SYSREF 和器件時鐘的使用。然而，當使用任一 64 位編碼方案時，SYSREF 不是對齊 LMFC，而是用于對齊本地擴展多塊計數(shù)器 （LEMC），以提供確定性延遲和多芯片同步的機制。

64 位編碼方案的同步過程與 JESD204B 中使用的完全不同。SYNC 信號已被消除，同步初始化和錯誤報告現(xiàn)在將在應用層軟件中處理。因此，沒有代碼組同步 （CGS） 或初始通道對齊序列 （ILAS）。同步標頭同步、擴展多塊同步和擴展多塊對齊是用于描述同步過程的與同步相關(guān)的新術(shù)語。這些同步階段中的每一個都是使用 32 位同步字實現(xiàn)的。這將在本系列的第 2 部分中詳細討論。

請注意，對于 8b/10b 編碼，SYNC 引腳和 ILAS 都被保留。

確定性延遲和多芯片同步

如上所述，實現(xiàn)確定性延遲和多芯片同步的機制在 JESD204B 中基本保持不變。當使用 64 位編碼方案之一時，沒有子類 2 選項。相反，僅支持子類 1 操作，并且 SYSREF 信號用于在 JESD204 子系統(tǒng)中的所有設備上對齊 LEMC。

前向糾錯

為了實現(xiàn)以更高通道速率提供更強大鏈路的目標，JESD204C 中包含了 FEC 選項。該算法基于防火規(guī)范，可能對儀表應用特別有用。這是一項可選功能，僅在使用 64 位編碼方案之一時可用。

火災代碼是糾正單脈沖錯誤的循環(huán)代碼。循環(huán)碼的優(yōu)點是它們的碼字可以表示為有限域上的多項式，而不是向量?；馂拇a使用一個可以分成兩個組件的綜合癥，以便更快地解碼。

更多信息

在即將推出的 JESD204C 入門系列的第 2 部分中，我們將深入探討 JESD204C 標準的關(guān)鍵要素，這些要素支持我們在開頭段落中描述的問題解決技術(shù)。具體來說，64b/66b 編碼方案實現(xiàn)的帶寬效率改進與增加帶寬的 32 Gbps 物理層規(guī)范一樣被仔細研究。新的同步過程以及標準的可選前向糾錯方面也提供了更多深度，以提高鏈路的魯棒性。

審核編輯：郭婷