Der Schnittstellenstandard JESD204 für A/D-Wandler

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Der Standard spezifiziert Trainingsmuster mit diesen Steuerungszeichen, welche die Ausrichtung (Alignment) der Verbindungsleitung zwischen dem oder den Wandlern und dem Empfänger über die Verbindung ermöglichen. Die Qualität der Verbindung wird im Empfänger überwacht. Die Verbindung wird vom Empfänger auf der Basis bestimmter, im JESD204-Standard definierter Schwellwerte aufgebaut und getrennt. Man erkannte, dass der Standard überarbeitet werden musste, um Unterstützung für mehrere serielle Kanäle mit mehreren Wandlern zu erhalten, um so den zunehmenden Geschwindigkeiten und Auflösungen von Wandlern gerecht zu werden.

Die erste Revision JESD204A aus dem Jahr 2008

Im April 2008 wurde die erste Revision des Standards, JESD204A, veröffentlicht. Bei dieser Version kam die Möglichkeit hinzu, mehrere serielle Leitungen mit mehreren Wandlern zu unterstützen. Die unterstützten Datenraten (312,5 MBit/s bis 3,125 GBit/s blieben mit denen der ursprünglichen Variante des Standards konstant; ebenfalls das Frame-Taktsignal. Durch die verbesserten Fähigkeiten des Standards, mehrere serielle Leitungen zu unterstützen, wurde es möglich, dass Wandler mit hohen Abtastraten und hohen Auflösungen die maximal unterstützten Datenrate von 3,125 GBit/s erreichen. Bild 2 zeigt die zusätzlichen Fähigkeiten des Standards JESD204A zur Unterstützung mehrerer Leitungen.

Durch die Erweiterung des Schnittstellenstandards um diese Fähigkeiten können Wandler mit höheren Abtastraten und / oder höheren Auflösungen unterstützt werden. Zum Beispiel benötigt ein 14-Bit-ADC, der mit einer Abtastrate von 250 MHz arbeitet, eine Ausgangsdatenrate von 5,0 GBit/s, wenn er Daten über eine Verbindung mit nur einer Leitung überträgt, wie im Standard JESD204 beschrieben.

Mit der Revision auf JESD204A konnten mehrere serielle Leitungen unterstützt und die Wandlersamples auf zwei serielle Verbindungen abgebildet werden. Dies reduziert die Datenrate auf 2,5 GBit/s pro Leitung, was unter die maximal unterstützte Datenrate von 3,125 GBit/s fällt.

Obwohl der ursprüngliche JESD204-Standard und die überarbeitete Version JESD204A leistungsstärker als „Legacy“ Schnittstellen sind, fehlt ihnen noch immer ein wichtiges Element. Dieses fehlende Element ist deterministische Latenz der seriellen Daten auf der Verbindung. Beim Umgang mit einem A/D-Wandler ist es wichtig, die Timing-Beziehung zwischen dem abgetasteten Signal und seiner digitalen Darstellung zu kennen, damit das abgetastete Signal im analogen Bereich sauber erzeugt werden kann, sobald das Signal empfangen wurde.

Diese Timing-Beziehung wird durch die Latenz des A/D-Wandlers beeinträchtigt, die als die Anzahl an Taktzyklen zwischen dem Anfang der Sampling-Flanke des Eingangssignals bis zu dem Zeitpunkt, an dem seine digitale Repräsentation an den Ausgängen des ADC vorhanden ist, definiert ist. In den Versionen JESD204 und JESD204A gab es keine definierten Fähigkeiten, welche die Latenz des A/D-Wandlers und seinen seriellen, digitalen Ausgangsdaten deterministisch setzen würden.

Darüber hinaus wurden die Geschwindigkeit und die Auflösung von Wandlern weiter erhöht. Diese Faktoren führten zur Einführung der zweiten Revision des Standards, JESD204B.

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