【導讀】通過多個模數轉換器(ADC)對多個模擬輸入信號進行同時采樣，可以滿足許多通信、儀器儀表和信號采集系統需要。然而，經過采樣得到的數據需被處理，才能實現各個通道的同步，同時他們也有各自有不同的時延。這個問題一直成為使用LVDS和并行輸出ADC的系統工程師的困擾。
JESD204B提供了一個框架，通過一個或多個差分信號對發送高速串行數據，如ADC的輸出。JESD204B規范接口采用固有方案，實現通道間粗調對齊效果。數據分割為幀，其邊沿持續發送至接收器。通過使用系統參考事件信號(SYSREF)，JESD204B子類1接口支持多個串行通道鏈路或多個ADC的數據向下對齊至樣本點級別，以便同步發射器和接收器的內部幀時鐘。這使得采用JESD204B鏈路的設備具有確定延遲。但是，為了讓采樣同步達到徹底的時序收斂，仍然有許多挑戰等待系統設計工程師去解決，如PCB布局考慮、時鐘匹配和產生SYSREF以滿足時序、SYSREF的周期性以及數字FIFO延遲的要求。
設計工程師必須決定設備時鐘和SYSREF信號如何生成、以及如何在系統中分配。理想狀態下，設備時鐘和SYSREF應處于相同的擺幅水平和偏置以防止元件輸入引腳端的固有偏斜。SYSREF事件的更新速率需被當作啟動時的單次事件，或任意時刻需要同步時即可發生的重復信號。需要將最大時鐘和SYSREF信號偏斜納入考慮范圍，并仔細布局PCB，以滿足整個電路板、連接器、背板和多種元件對于建立和保持時間的要求。最后，通過多個時鐘域的數字FIFO設計和信號會在JESD204B發射器和接收器內造成固有數字緩沖器偏斜，應計算在內并在后臺數據處理中移除。
圖題：基于AD9250、AD9525和FPGA的系統示意圖
系統時鐘可來自于多種源，如晶振、VCO和時鐘發生或時鐘分配芯片。雖然特定的系統性能將決定對時鐘的需求，但使用多個同步ADC時必須能夠產生與輸入時鐘同步的SYSREF信號源。這使得時鐘源的選擇成為重要的考慮因素，因為要能夠通過已知時鐘邊沿在特定的時間點上鎖存這一系統參考事件。若SYSREF信號和時鐘未鎖相，則無法達到這樣的效果。
可使用FPGA為系統提供SYSREF事件。然而，除非它也使用并同步至發送到ADC的主采樣時鐘，否則SYSREF信號從FPGA相位對齊至該時鐘將會很困難。另一種方法是由時鐘發生或時鐘分配芯片提供SYSREF信號，可使該信號與發送至整個系統的多個時鐘相位同步。采用此種方法，SYSREF時間根據系統需要，既可以是啟動時的一次性事件，也可以是重復信號。
只要確定延遲在整個系統的ADC和FPGA內保持恒定，則可能并不需要額外的SYSREF脈沖，除非為了幫助產生特定的系統數據。因此，用于時鐘對齊的周期性SYSREF脈沖可忽略或過濾掉，直到同步丟失。記錄SYSREF發生的標識樣本可被保持下來，無需重設JESD204B鏈路。
為了初始化ADC通道已知的確定起始點，系統工程師必須要能對分配在系統中的SYSREF事件信號終止計時。這意味著必須滿足和時鐘相關的預計建立和保持時間，而不產生沖突。只要能夠滿足到達第一個所需時鐘的建立時間要求，使用跨越多個時鐘周期、相對較長的SYSREF脈沖可用于滿足保持時間的需要。在保持系統中時鐘和SYSREF匹配布線長度時必須格外注意PCB的布局，以便使偏斜盡可能小。這可能是獲得通道間同步采樣處理結果的最困難的部分。隨著ADC編碼時鐘速率的增加以及多電路板系統越發復雜，這一過程還將變得更困難。
系統工程師必須讓每個器件都確定知道電路板元件以及連接器上的SYSREF至時鐘的電路板偏斜。任何其余的器件間數字和時鐘偏斜延遲都必須在FPGA或ASIC內有效歸零。后臺處理可能改變ADC的采樣順序并進行任何必要的重對齊，以便為數據的進一步同步處理做準備。在后臺FPGA或ASIC中，可通過延遲最快的數據采樣和發射器延遲，使其與最慢的數據采樣對齊，以完成器件間采樣偏斜的校正。對于復雜的系統，可能需要用到多個FPGA或ASIC，每個器件都需要了解它們的器件間總采樣延遲，以便用于最終的對齊。通過在JESD204B接收器中采用合適的彈性緩沖器延遲以便應對每個特定的發射器延遲，則器件間的采樣偏斜便可在整個系統中與已知確定值對齊。
AD9250是ADI公司的一款250MSPS、14位、雙通道ADC，可在子類1的實施中支持JESD204B接口。該子類支持采用SYSREF事件信號的ADC模擬采樣同步。AD9525是一款低抖動時鐘發生器，不僅提供高達3.1GHz的7個時鐘輸出，還可根據用戶配置同步SYSREF輸出信號。這兩款產品與ADI的可選扇出緩沖器產品組合使用，可提供框架，精確同步與對齊多個發送至FPGA或ASIC處理的ADC數據。
