基于FPGA的SoftSerdes設(shè)計與實現(xiàn)

基于兩種基本的時序約束的時序分析決定了抽頭延時和延時鏈的長度，抽樣延時線的時序分析如圖3所示。而時序約束分最好情況和最壞情況：最好情況的時序約束是整個延遲線的最小值必須大于數(shù)據(jù)總的抖動數(shù)，這個約束決定了抽頭的個數(shù)；而最壞情況的時序約束是其最大的抽頭延時值必須小于數(shù)據(jù)的有效窗口，這個約束決定了延遲線的構(gòu)成。

最好和最壞情況的數(shù)學(xué)表達式分別為：
tJTT＜tTPMIN[(n-2k)＋1]

和tVAL＞ktTAPMAX

其中，n是抽頭數(shù)，k是數(shù)據(jù)有效窗口內(nèi)數(shù)據(jù)最小抽樣數(shù)，tTAPMIN和tTAPMAx是必需的最小和最大抽頭延時，一般情況下，tJTT是總的jitter，tVAL是數(shù)據(jù)的有效窗口。

1．3數(shù)據(jù)恢復(fù)狀態(tài)機

當(dāng)抽頭延時線對數(shù)據(jù)進行抽樣時，數(shù)據(jù)狀態(tài)恢復(fù)機就對這些抽樣進行處理并最終輸出有效位。邊沿檢測機制是通過分離穿過所有通道的各自檢測結(jié)果獲得的，每個通道再對上升沿抽頭延遲線和下降沿抽頭延遲線的8個抽樣進行異或運算以得到每個通道各自的邊沿檢測抽樣。在這個過程中，下降沿信號從180度相位的時鐘域移到0相位的時鐘域，接著邊沿檢測到的上升沿抽樣和下降沿抽樣與先前通道的邊沿檢測抽樣值進行或操作，并把相或的結(jié)果送給下一個通道，從而將最后一個通道得到的最后結(jié)果送給狀態(tài)恢復(fù)機。因為不管是上升沿抽樣，每次還是下降沿抽樣都只有一個數(shù)據(jù)跳變，所以在邊沿檢測抽樣時至少有1bit被提取出來。邊沿檢測機制有四種行為：右移、左移、右跳和左跳。

狀態(tài)機總是保持至少一個抽樣到數(shù)據(jù)有效窗口的邊沿。在復(fù)位期間，狀態(tài)機把抽頭延時線的位置指示信號(POS)放到抽頭延遲線的中央位置，POS信號用來選擇有效數(shù)據(jù)抽樣。其狀態(tài)機的輸出信號如表1所列。在正常運行時，抖動可能會引起數(shù)據(jù)有效窗口的漂移。狀態(tài)機通過邊沿檢測機制不斷的把邊沿抽樣值送到數(shù)據(jù)有效窗口，并決定POS指示信號和數(shù)據(jù)有效窗口邊沿間的相對位置。如果POS指示信號離邊沿太近，狀態(tài)機則通過右移或左移POS信號對其進行調(diào)整，以使POS信號適當(dāng)?shù)碾x開邊沿。接著，狀態(tài)機會對POS指示信號更新并把更新情況反饋給抽頭延時線。兩個8∶1選擇器可利用POS信號來選擇上升沿抽樣和下降沿抽樣并將其作為有效數(shù)據(jù)輸出。

狀態(tài)機的工作原理如圖4所示，其中0和1為抽樣延時線對數(shù)據(jù)邊沿的采樣值。