【摘 要】
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随着计算机与通信技术的高速发展,5G、物联网、自动驾驶等高科技产业逐渐走入人们的生活。人们对数据传输速度的要求不断提高,致使业界不断提高数据传输接口的速度。传统的并行传输接口可以提供高采样率和采样速度,但由于引脚数过多,导致布线难度和成本增加,以及造成引脚之间电磁干扰现象严重,码间串扰增大,因此高速串行接口成为了主流的高速数据传输接口。本文实现了一款基于JESD204C协议的高速ADC接口的传输层
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随着计算机与通信技术的高速发展,5G、物联网、自动驾驶等高科技产业逐渐走入人们的生活。人们对数据传输速度的要求不断提高,致使业界不断提高数据传输接口的速度。传统的并行传输接口可以提供高采样率和采样速度,但由于引脚数过多,导致布线难度和成本增加,以及造成引脚之间电磁干扰现象严重,码间串扰增大,因此高速串行接口成为了主流的高速数据传输接口。本文实现了一款基于JESD204C协议的高速ADC接口的传输层和链路层设计。与上一版本JESD204B相比,JESD204C接口的最大通道速率从12.5 Gbps提升到32 Gbps,还增加了64b/66b和64b/80b编码、FEC（前向纠错）编解码、同步报头等特性,进一步提高了链路效率和稳定性。论文分析了JESD204C协议的关键特性和技术难点,对数据映射方式、各编解码算法以及链路同步等技术难点进行了深入的分析探讨,并对算法的硬件实现方法进行了研究实现。在Linux环境下使用VCS和Verdi等EDA工具完成了JESD204C接口发送端传输层和链路层、接收端传输层和链路层的RTL设计、功能仿真、错误统计;在Artix-7系列FPGA Nexys Video上使用Micro Blaze嵌入式软核+JESD204C和XADC IP核+JESD204C的两种方式完成了设计模块的硬件验证。本文设计的JESD204C接口最高支持16路16位ADC同时工作在单通道或多通道模式,CRC校验功能未能检测出3位错误的概率不高于0.004%,FEC校验功能最多能纠正2048位数据中连续出现的9位错误。JESD204C将会在未来几年成为主流的高速串行接口协议,但国内学者对于JESD204C的研究还处于起步阶段,因此对该协议接口进行研究实现具有重要的理论意义和工程价值。
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