圖11展示了兩種不同的數(shù)據(jù)映射方式,一種是JESD204 2006年的協(xié)議版本,一種是2011年6月的版本。在2006年的版本中,tail bit只能出現(xiàn)在每一幀的結尾,而在2011年的版本中,tail bit可以出現(xiàn)在一個sample data的后面,圖11便是兩種協(xié)議下的數(shù)據(jù)映射方式。
圖11:不同協(xié)議版本的數(shù)據(jù)映射對比
圖12的例子是control bit單獨放在一個word中的映射情況。
圖12:control bit單獨放置的映射示意圖
1.1.2 過采樣的數(shù)據(jù)映射
在過采樣的情形下,數(shù)據(jù)的映射與沒有過采樣是的數(shù)據(jù)映射是相識的,如圖12所示,圖中參數(shù)S表示在AD過采樣的系數(shù)。
圖12:過采樣數(shù)據(jù)映射
圖13是一個4x12bit數(shù)據(jù)精度的AD在2被過采樣情況下的數(shù)據(jù)映射圖。
圖13:過采樣數(shù)據(jù)映射示意圖
1.1.3 多數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)映射
如果系統(tǒng)連接了L條數(shù)據(jù)通路,每一個數(shù)據(jù)通路sample data的映射是相同的,但是,在最后一步時,LxF個octet會線性的分布到每一個數(shù)據(jù)通道中,其映射的方式如圖14所示。
圖14:多數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)映射
相對于單個數(shù)據(jù)通道的情況,多通道的數(shù)據(jù)映射需要注意以下幾點:
參數(shù)HD控制單一的采樣數(shù)據(jù)是否通過多數(shù)據(jù)通道進行傳輸。在HD=0時,在有效數(shù)據(jù)不能構成完整數(shù)據(jù)幀時,可以用tail bit進行數(shù)據(jù)填充,而當HD=1時,采樣數(shù)據(jù)將會被拆分到其他數(shù)據(jù)通道中。
參數(shù)CF表示control word的個數(shù),控制那個數(shù)據(jù)通道將傳輸control word。CF=0表示沒有control word。
圖15:沒有控制字的多數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)映射
圖15展示了16x(11+2)-bit的采樣數(shù)據(jù)的映射情況,M=16表示16個轉換單元,N=11表示數(shù)據(jù)轉換精度,CS=2表示2bit的control bit。在沒有單獨控制字的情況下,每一次轉換的數(shù)據(jù)將由11bit的采樣數(shù)據(jù)和2bit的控制數(shù)據(jù)組成13bit的采樣數(shù)據(jù)。所以在每一個word中,需要加入3bit的tail bit來保證N’是4的倍數(shù)。
圖16:包含單控制字的多數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)映射
圖16中,所有的control bit都組合到單獨的控制字中,在這個情況下,數(shù)據(jù)傳輸效率大大的提升,數(shù)據(jù)幀的幀周期由32個減少到了28個。這種情況下,可以節(jié)約一個數(shù)據(jù)傳輸通道。但是這種方式也一定的缺陷,在圖15的傳輸方式中,如果想單獨傳輸轉換器0的數(shù)據(jù)只需要啟動數(shù)據(jù)傳輸通道0即可,而在圖16的映射方式中,單獨轉換器0的數(shù)據(jù)將需要啟動數(shù)據(jù)通道0、1和6。
圖17:包含兩個控制字的多數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)映射
圖17中,所有的control bit都組合到2個的控制字中,在這個情況下,并沒有節(jié)約數(shù)據(jù)傳輸通道。但是通道中有剩余的用于其他的采樣數(shù)據(jù)。
1.2 SystemC中數(shù)據(jù)傳輸層的設計
對于此次的SystemC的模型,主要針對的設計目標是AD9250,所以在設計中,是根據(jù)AD9250的數(shù)據(jù)映射方式來完成該部分的設計。參考AD9250的數(shù)據(jù)手冊可以得到以下的信息。
S:過采樣的系數(shù),AD9250中過采樣系數(shù)S值恒為1,表示AD9250不支持過采樣。
M:轉換單元個2,默認M=2,表示AD內兩個轉換通道同時工作,也可以設定為1。
L:數(shù)據(jù)傳輸通道的個數(shù),表示有2個數(shù)據(jù)傳輸通道,可以設定為1或者2。
N:數(shù)字轉換精度 N=14。
N’:有效采樣的數(shù)據(jù)長度,N’=16。
CF:控制字的個數(shù),AD9250中CF=0,表示沒有控制字
CS:control bit個數(shù),AD9250中可以設置,范圍為0:2。
K:multiframe中frame的個數(shù),用戶設置
HD:高密度傳輸,HD=0。
F:表示一幀中otect的個數(shù),在數(shù)據(jù)傳輸通道L=1,M=2時,F(xiàn)=4,當L=2,M==2時,F(xiàn)=2。
C:control bit,表示control bit的具體意義,可以是4種情況:overrange、overflow、underflow、available。
T:tail bit
SCR:scrambler 使能
FCHK:自動計算和存儲JESD204B的參數(shù)值
圖18:AD9250的傳輸層映射圖
如圖18所示,AD9250內的包含2個轉換單元(通道),2個Lane(轉換通道)。根據(jù)參數(shù)設定,拓撲結構可以分為4種情況:
AD轉換器內的1個轉換單元對應1條數(shù)據(jù)傳輸通道
AD轉換器內的2個轉換單元對應1條數(shù)據(jù)傳輸通道
AD轉換器內的1個轉換單元對應2個數(shù)據(jù)傳輸通道
AD轉換器內的2個轉換單元對應2個數(shù)據(jù)傳輸通道
如上表所示,在不同的結構關系下,參數(shù)的值是固定的。
圖19:AD9250的數(shù)據(jù)映射圖
上圖為數(shù)據(jù)設計的仿真圖,a_stream_out/b_stream_out為AD采樣輸出的14bit數(shù)據(jù),a_lane_Frame_Data/b_Lane_Data為加入tail bit后輸出的幀數(shù)據(jù)。
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