JESD204——为什么我们要重视它？

随着转换器分辨率和速度的提高，对于效率更高的接口的需求也随之增长。JESD204接口可提供这种高效率，较之其前代互补金属氧化物半导体(CMOS)和低压差分信号(LVDS)产品在速度、尺寸和成本方面更有优势。采用JESD204的设计拥有更快的接口带来的好处，能与转换器更快的采样速率同步。此外，引脚数的减少导致封装尺寸更小，走线布线数更少，从而极大地简化了电路板设计，降低了整体系统成本。该标准可以方便地调整，从而满足未来需求，这从它已经历的两个版本的变化中即可看出。

自从2006年发布以来，JESD204标准经过两次更新，目前版本为B。由于该标准已为更多的转换器供应商、用户以及FPGA制造商所采纳，它被细分并增加了新特性，提高了效率和实施的便利性。此标准既适用于模数转换器(ADC)也适用于数模转换器(DAC)，初步打算作为FPGA的通用接口（也可能用于ASIC）。

JESD204——它是什么？  

2006年4月，JESD204最初版本发布。该版本描述了转换器和接收器（通常是FPGA或ASIC）之间数Gb的串行数据链路。在 JESD204的最初版本中，串行数据链路被定义为一个或多个转换器和接收器之间的单串行通道。图1给出了图形说明。图中的通道代表 M 转换器和接收器之间的物理接口，该接口由采用电流模式逻辑(CML)驱动器和接收器的差分对组成。所示链路是转换器和接收器之间的串行数据链路。帧时钟同时路由至转换器和接收器，并为器件间的JESD204链路提供时钟。   

图1. JESD204最初标准  

通道数据速率定义为312.5 Mbps与3.125 Gbps之间，源阻抗与负载阻抗定义为100 Ω ±20%。差分电平定义为标称800 mV峰峰 值、共模电平范围从0.72 V至1.23 V。该链路利用8b/10b编码，采用嵌入式时钟，这样便无需路由额外的时钟线路，也无需考虑 相关的高数据速率下传输的数据与额外的时钟信号对齐的复杂性。当JESD204标准开始越来越受欢迎时，人们开始意识到该标准需要修订以支持多个转换器下的多路、对齐的串行通道，以满足转换器日益增长的速度和分辨率。

这种认识促成了JESD204第一个修订版的发布，即JESD204A。此修订版增加了支持多个转换器下的多路对齐串行通道的能力。该版本所支持的通道数据速率依然为312.5 Mbps至3.125 Gbps，另外还保留了帧时钟和电气接口规范。增加了对多路对齐串行通道的支持，可让高采样速率和高分辨率的转换器达到3.125 Gbps的最高支持数据速率。图2以图形表示JESD204A版本中增加的功能，即支持多通道。

图2. 第一版——JESD204A

JESD204——为什么我们要重视它？  

就像几年前LVDS开始取代CMOS成为转换器数字接口技术的首选，JESD204有望在未来数年内以类似的方式发展。虽然CMOS技术目前还在使用中，但已基本被LVDS所取代。转换器的速度和分辨率以及对更低功耗的要求最终使得CMOS和LVDS将不再适合转换器。随着CMOS输出的数据速率提高，瞬态电流也会增大，导致更高的功耗。虽然LVDS的电流和功耗依然相对较为平坦，但接口可支持的最高速度受到了限制。  

这是由于驱动器架构以及众多数据线路都必须全部与某个数据时钟同步所导致的。图3显示一个双通道14位ADC的CMOS、LVDS和CML输出的不同功耗要求。   

图3. CMOS、LVDS和CML驱动器功耗比较  

在大约150 MSP至200 MSPS和14位分辨率时，就功耗而言，CML输出驱动器的效率开始占优。CML的优点是：因为数据的串行化，所以对于给定的分辨率，它需要的输出对数少于LVDS和CMOS驱动器。JESD204B接口规范所说明的CML驱动器还有一个额外的优势，因为当采样速率提高并提升输出线路速率时，该规范要求降低峰峰值电压水平。  

同样，针对给定的转换器分辨率和采样率，所需的引脚数目也大为减少。表1显示采用200 MSPS转换器的三种不同接口各自 的引脚数目，转换器具有各种通道数和位分辨率。在CMOS和LVDS输出中，假定时钟对于各个通道数据同步，使用CML输出时，JESD204B数据传输的最大数据速率为4.0 Gbps。从该表中可以发现，使用CML驱动器的JESD204B优势十分明显，引脚数大为减少。  

表1. 引脚数比较——200 MSPS ADC

随着JESD204串行数据接口的发明，业界开始意识到了这点。接口规范依然在不断发展中，以提供更优秀、更快速的方法将数据在转换器和FPGA（或ASIC）之间传输。接口经过两个版本的改进和实施，以适应对更高速度和分辨率转换器不断增长的需求。展望转换器数字接口的发展趋势，显然JESD204有望成为数字接口至转换器的业界标准。每个修订版都满足了对于改进其实施的要求，并允许标准演进以适应转换器技术的改变及由此带来的新需求。随着系统设计越来越复杂，以及对转换器性能要求的提高，JESD204标准应该可以进一步调整和演进，满足新设计的需要。

关于我爱方案网

我爱方案网是一个电子方案开发供应链平台，提供从找方案到研发采购的全链条服务。找方案，上我爱方案网!在方案超市找到合适的方案就可以直接买，没有找到就到快包定制开发。我爱方案网积累了一大批方案商和企业开发资源，能提供标准的模块和核心板以及定制开发服务，按要求交付PCBA、整机产品、软件或IoT系统。更多信息，敬请访问http://www.52solution.com