快速带你了解JESD204B接口时钟

任何一个串行协议都离不开帧和同步，JESD204B 也不例外，也需要收发双方有相同的帧结构，然后以一种方式来同步，即辨别起始。JESD204B是以时钟信号的沿来辨别同步的开始，以及通过一定的握手信号使得收发双方能够正确识别帧的长度和边界，因此时钟信号及其时序关系对于JESD204B 就显得极其重要。下图是典型的JESD204B 系统的系统连接，Device Clock 是器件工作的主时钟，一般在数模转换器里为其采样时钟或者整数倍频的时钟，其协议本身的帧和多帧的时钟也是基于Device Clock。

关于SYSREF与Device Clock时序

SYSREF 是用于指示不同转换器或者逻辑的Device Clock 的沿，或者不同器件间DeterminisTIc latency 的参考。如下图所示，Device Clock 和SYSREF 必须满足的时序关系。SYSREF 的个上升沿要非常容易的能被Device Clock 捕捉到，这样就需要SYSREF和Device Clock 满足上图的时序关系。通常会因为PCB 的线长以及时钟器件不同通道输出时的Skew，会带来一定的误差，Device Clock 的上升沿不一定正好在SYSREF 的脉冲的正中间，工程上只要在一定范围内就能保证JESD204 收发正常工作

根据JESD204B标准，SYSREF可采用不同的模式：连续性（也称为周期性）和有间隙的周期性或性信号。SYSREF的周期必须是本地多帧时钟（LMFC）的整数倍，以避免多帧中间的SYSREF脉冲。

连续性模式允许连续性输出。由于从SYSREF至器件时钟存在串扰，因此许多开发人员不用连续性模式。但是，连续性模式使系统开发人员能在两个信号之间手动设置恰当的确定性相位关系。设置后，它可变为有间隙的周期性SYSREF。

在有间隙的周期性或性模式中，SYSREF时钟分频器的输出通过脉冲发生器被馈送给输出路径。脉冲发生器用门控制SYSREF信号，只让少数脉冲通过。脉冲数可被设定为一个、两个、四个或八个。因为没有周期性信号，所以从SYSREF至器件时钟的串扰被限度地减少。

a）连续性SYSREF；

b）脉冲式SYSREF（性或有间隙的周期性模式）；

c）SYSREF请求（有间隙的周期性模式）

LMK04821系列器件为该话题提供了很好的范例研究素材，凭借来自第二锁相环（PLL）电压控制振荡器的单个SYSREF时钟分频器来产生SYSREF信号。信号从分频器被分配到个别的输出路径。每个输出路径均包含数字和模拟延迟，以调节与器件时钟有关的SYSREF相位，从而消除抖动，可在具有器件和SYSREF时钟的子类1时钟方案里驱动多达七个JESD204B转换器或逻辑器件。

TI公司开发的可配置时钟芯片LMK04828B是一款低抖动时钟芯片，该时钟芯片支持多路同步输出，共有7组/14路时钟输出端口，每组包含两路时钟输出，分别输出器件时钟和SYSREF。该芯片具备数字延时和模拟延时调节功能，能够调节各路时钟之间的延时差，从而使器件时钟能够容易地捕捉到SYSREF信号的上升沿。

TI公司开发的可配置时钟芯片LMK04828B是一款低抖动时钟芯片，该时钟芯片支持多路同步输出，共有7组/14路时钟输出端口，每组包含两路时钟输出，分别输出器件时钟和SYSREF。该芯片具备数字延时和模拟延时调节功能，能够调节各路时钟之间的延时差，从而使器件时钟能够容易地捕捉到SYSREF信号的上升沿。

其中，F表示一帧数据中的字节数，K表示一个多帧数据中帧的个数，R表示LMFC与SYSREF的频率倍数关系。

利用LMK04828B的数字延时功能调整SYSREF与器件时钟之间的延时关系来满足建立保持时间要求，还可以通过增加SYSREF信号的高电平持续时间来实现。如下图所示，用器件时钟的上升沿采集SYSREF信号的上升沿。SYSREF的高电平持续时间如式(3)所示，其中T表示器件时钟的周期，Tsu表示建立时间要求，Th表示保持时间要求。此时SYSREF高电平范围内有两个器件时钟上升沿，即便个器件时钟上升沿与SYSREF上升沿之间的延时不满足建立时间要求，第二个器件时钟上升沿依然能够采集到SYSREF的高电平。

通常情况下可以结合以上两种方法来使SYSREF满足建立保持时间要求。首先利用LMK04828B的数字延时功能调节器件时钟与SYSREF的延时，将器件时钟上升沿滞后于SYSREF，并保持一段较长的时间间隔。然后通过增加SYSREF的高电平持续时间来进一步保证建立保持时间。

SYSREF的高电平持续时间并不是越长越好，当SYSREF高电平持续时间过长时，即使器件时钟采集到SYSREF的高电平，但是由于不易采集到SYSREF的低电平而无法被判定为采集到SYSREF的上升沿事件。通常由LMK04828B直接输出占空比为50%的SYSREF信号即可。