《电子技术应用》
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应用于JESD204B/C的高速宽频带可编程分频器
电子技术应用
江晨阳,杨俊浩,汪柏康,蒋颖丹
中国电子科技集团公司第五十八研究所
摘要: 为了满足高速多通道场景下JESD204B/C系统的应用需求,采用电流模逻辑(Current Mode Logic,CML)设计了一款高速、宽工作频率的可编程分频器。基于0.18 μm SiGe BiCMOS工艺,经流片测试结果显示,在300 MHz~16 GHz输入频率范围内,可实现2~16 380次分频,且有信号发生器、脉冲发生器及中继器三种不同模式输出。
中图分类号:TN772 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256901
中文引用格式: 江晨阳,杨俊浩,汪柏康,等. 应用于JESD204B/C的高速宽频带可编程分频器[J]. 电子技术应用,2025,51(12):49-55.
英文引用格式: Jiang Chenyang,Yang Junhao,Wang Baikang,et al. High speed wide band programmable frequency divider for JESD204B/C[J]. Application of Electronic Technique,2025,51(12):49-55.
High speed wide band programmable frequency divider for JESD204B/C
Jiang Chenyang,Yang Junhao,Wang Baikang,Jiang Yingdan
The 58th Research Institute of China Electronics Technology Group
Abstract: In order to meet the application requirements of JESD204B/C system in high-speed multi-channel scenarios, a programmable frequency divider with high speed and wide operating frequency is designed by using current mode logic (CML). Based on the 0.18 μm SiGe BiCMOS process, the results of the chip test show that the frequency division can be achieved 2~16 380 times in the input frequency range of 300 MHz~16 GHz, and there are three different modes of output: signal generator, pulse generator and repeater.
Key words : CML;programmable frequency divider;JESD204B/C

引言

近年来,随着模数转换器(Analog-to-Digital Converter, ADC)的采样速率突破吉比特每秒量级,传统基于低压差分信号(Low-Voltage Differential Signaling, LVDS)的并行接口已难以满足高速数据传输需求。与此同时,现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)在数据处理能力方面的显著提升,使得多通道ADC与FPGA间的高速数据同步传输问题愈发凸显。在此背景下,固态技术协会提出的JESD204B接口协议为上述技术瓶颈提供了创新解决方案。该协议的核心优势体现在三个方面:首先,其采用高速串行链路架构,支持多通道吉比特每秒级数据传输,有效解决了传统并行接口的同步传输瓶颈;其次,通过减少物理引脚数量,显著优化了印刷电路板布局设计;再者,其标准化的分层协议架构增强了系统集成度与可扩展性。这些技术特性使得JESD204B接口在高速数据采集系统中展现出卓越的工程适用性,目前已逐步取代传统LVDS接口,成为ADC与FPGA间高速互连的主流解决方案[1-2]。

SYSREF是JESD204B/C标准中用于系统级同步的全局参考信号,其频率通常需与系统主时钟(Device Clock)成整数分频关系,且需满足JESD204B/C协议规定的子类(Subclass)要求(如Subclass 1/2需周期性SYSREF)。当多个设备共享同一时钟源时,需在各自芯片内生成相位一致的SYSREF[3],避免因传输延迟导致的同步偏差。因此需要采用分频器将高频系统时钟(Device Clock)转换为符合协议规范的SYSREF频率,且需要确保分频器的可编程分频比特性以支持精确控制SYSREF脉冲的触发间隔。其设计直接影响JESD204B/C系统的同步精度和可靠性,尤其在高速、多通道场景中尤为关键[4-5]。

本文基于0.18 μm SiGe BiCMOS工艺设计了一款高频率宽频带可编程信号发生器。其中分频器部分采用CML结构设计,工作频率范围为300 MHz~16 GHz,分频比范围为2~16 380。


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作者信息:

江晨阳,杨俊浩,汪柏康,蒋颖丹

(中国电子科技集团公司第五十八研究所,江苏 无锡 204135)


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