下头b啥意思 JESD204C 入门：64b/66b和64b/80b到底是啥意思？

在JESD204C介绍性系列的第一部分，通过描述JESD204标准解决的一些问题来解释新版本。通过描述新的术语和特性来总结B标准和C标准的区别，然后层层总结这些区别。既然第1部分已经为理解奠定了基础，现在让我们进一步研究JESD204C标准的一些更引人注目的新特性。

64b/66b和64b/80b链路层

对于64b/66b链路层，66位数据块由两个同步报头和八个八位字节的样本数据组成，其中一些基于IEEE 802.3第49条中定义的数据块格式。与IEEE标准不同，它没有编码——有效载荷数据只是转换器样本数据，由传输层打包成数据帧。采样数据必须加扰，因为没有编码来确保一定量的数据转换以提供直流平衡。这些帧数据的加扰八位字节被直接放入链路层，并附加了两个同步头。

64b/66b数据块的格式如图1所示。此示例显示了一个数据通道由帧组成的情况，每个帧包含一个来自转换器的样本。块映射规则与JESD204B标准中的帧映射规则非常相似。从八位字节到64位数据块的映射是按顺序完成的，其中D0代表帧的第一个八位字节。例如，如果F = 8，D0代表JESD204C帧的第一个八位字节，D7代表JESD204C帧的最后一个八位字节。帧的第一个八位字节的MSB是转换器0的样本0的MSB(类似于JESD204B)。例如，如果F = 2，D0和D1代表第一帧，D2和D3代表第二帧，以此类推。

根据JESD204B中使用的方法，多个块中的八位字节按照从MSB到LSB的顺序传输到加扰器/解扰器。

在E = 1的情况下，每个多块从帧边界开始。如果e >: 1，扩展多块将从(必须从)帧边界开始。有关更多信息，请参考多块(兆字节)和扩展多块(EMB)章节。

图1。64b/66b数据块格式示例，LMFS = 1.1.2.1，N = N' = 16

同步头是一个2位未加扰值，位于每个数据块的开头。对其内容进行分析后，将其用于解码单个同步转换位。这些位或者用0-1序列表示逻辑1，或者用1-0序列表示逻辑0。表1列出了同步头的转换位值。

表1 .同步头值

值同步头位(0.1)同步转换位00无效01110011无效

64b/80b数据块的格式如图2所示。除了样本数据的八个八位字节和两个同步报头之外，每个八位字节之间还有两个填充位。填充位的值由17位PRBS序列决定，以减少杂散并确保适当数量的数据转换以保持直流平衡。在样本数据被加扰后，未加扰的填充位被插入到块中。

图2。64b/80b数据块格式示例，LMFS = 1.1.2.1，N = N' = 16

提供64b/80b选项以保持与8b/10b相同的时钟比，这有助于简化锁相环(锁相环)的设计，同时最大限度地减少杂散。对于希望通过使用前向纠错或使用同步字来提供其他功能的应用，应该选择64b/80b而不是8b/10b，这将在后面详细讨论。

多块(兆字节)和扩展多块(EMB)

JESD204C多区块共有32个区块。每个多块中的32个同步转换位构成一个32位同步字。这个我们后面会详细讨论。扩展多块是一个e-多块容器，它必须包含整数个帧。当多个帧不包含整数个帧时，e >: 1 .多块和扩展多块的格式如图3所示。

图3。jesd204c多块和扩展多块格式

根据使用的64位编码方案，多个块可以是2112 (32×66)位或2560 (32×80)位。对于大多数情况，扩展多块只是一个多块。将e参数引入JESD204C，确定扩展多块中的多块个数。e的默认值是1。如上所述，当帧f中的八位字节数不是2的倍数时，此配置要求e >: 1 .E的公式是E = LCM(F，256)/256。当发送12位样本和N' = 12时，通常选择这些配置来最大化链路中的带宽效率。该要求确保EMB边界与帧边界一致。

图4和5示出了e >: 1 JESD204C配置示例。所示的JESD204C配置适用于以下情况:lmfs = 2.8.6.1，N' = 12，E = 3。图4显示了传输层的映射。在这种配置中，每个通道有四个12位样本，相当于六个八位字节。由于多个数据块的每个数据块需要8个八位字节，因此该数据块由后续帧中的2个八位字节(1.33个样本)填充。

图4。传输层映射，LMFS = 2.8.6.1，N' = 12，E = 3

图5示出了如何使用来自传输层的数据帧来形成块和多个块。如图，可以看到帧边界与每三个块的块边界对齐。因为多块由32个块组成，所以在第三个多块之前，它不能与多块对齐。所以，E = 3。

图5。串行输出多块/帧对齐，LMFS = 2.8.6.1，N' = 12，E = 3

LEMC是一个扩展的多块计数器，大致相当于8b/10b链路层的LMFC。SYSREF对齐系统中的所有lemc，并使用LEMC边界来确定同步和通道对齐。

同步字

32位同步字由32个块的每个同步头位组成，其中第一个块传输位0。同步字用于提供通道同步和实现确定性延迟。此外，它可以选择性地提供循环冗余校验和前向纠错，或者为发射机提供命令信道来与接收机通信。

32位同步字有三种不同的格式选项。在每种情况下，都需要多块序列的结尾，因为它用于获得多块同步和信道对准。表2和表3显示了两种最常见的用例中可用的不同位字段。

表2 .CRC-12同步字

同步字位域名功能0CRC1112位CRC值的位11:9—适用于之前的多块1CRC102CRC931始终为14CRC812位CRC值的位8:6—适用于之前的多块5CRC76CRC671始终为18CRC512位CRC值的位5:3—适用于之前的多块9CRC410CRC3111始终为112CRC212位CRC值的位2:0—适用于之前的多块13CRC114CRC0151始终为116Cmd67位命令通道的位7:517Cmd518Cmd4191始终为120Cmd37位命令通道的位4:221Cmd222Cmd1231始终为124Cmd07位命令通道的位0251始终为126EoEMB扩展多块结束位270多块结束导频信号280290300311

表3 .前向纠错同步字

同步字位域名功能0FEC[25]26位前向纠错字的位25:4—适用于之前的多块1FEC[24]2FEC[23]3FEC[22]4FEC[21]5FEC[20]6FEC[19]7FEC[18]8FEC[17]9FEC[16]10FEC[15]11FEC[14]12FEC[13]13FEC[12]14FEC[11]15FEC[10]16FEC[9]17FEC[8]18FEC[7]19FEC[6]20FEC[5]21FEC[4]22EoEMB扩展多块结束位23FEC[3]26位前向纠错字的位3:0—适用于之前的多块24FEC[2]25FEC[1]26FEC[0]270多块结束导频信号280290300311

64b/66b链接操作

当使用64b/66b链路层时，链路建立过程从同步报头对齐开始，然后是扩展多块同步，最后是扩展多块对齐。

同步头对准

同步头中的同步转换位确保每个块边界都有数据转换(66位)。JESD204C接收器中的状态机检测到数据转换，并在66位后寻找另一个转换。如果状态机以66位的间隔检测到64个连续的位转换，将实现同步头锁定。如果没有检测到64个连续的转换，状态机重新启动。

扩展多块同步

一旦实现同步报头对齐，接收器将在转换位中寻找扩展的多块结束(EoEMB)序列(100001)。同步字的结构确保该序列只能在适当的时间出现。一旦确定了EoEMB，状态机将每32个同步字检查一次，以确保有多个结束导频信号(00001)。如果E = 1，导频信号也会存在于EoEMB位。如果e >: 1，则每个E × 32转换位的导频信号将包含EoEMB位。一旦检测到四个连续的有效序列，就可以实现扩展的多块结束锁(EMB锁)。继续监控每个E × 32转换位。如果没有检测到有效序列并且校准过程被重置，则EMB _锁定丢失。

扩展多块(通道)对齐

使用64b/66b链路层的信道对齐与使用8b/10b链路层的信道对齐非常相似，每个信道上的JESD204C接收器使用弹性缓冲器来存储输入数据。这被称为扩展多块对齐，缓冲器开始在EoEMB边界存储数据(而不是使用8b/10b链路层时在ILAS期间的/K/ to /R/边界)。图6显示了如何实现通道对齐。每个通道的接收缓冲区在接收到EoEMB的最后一位(最后一个接收通道除外)后开始缓冲数据。收到最后一个接收通道的EoEMB后，会触发释放所有通道的接收缓冲区，所以现在所有通道都对齐了。

图6。JESD204C扩展多块(通道)对齐

错误监控和前向纠错

JESD204C同步字选项使用户能够监控或纠正JESD204数据传输中可能出现的错误。纠错将导致额外的系统延迟。对于大多数应用，使用CRC-12同步字进行错误监控是可行的，因为它提供了大于1×10–15的误码率。

JESD204C发射机中的CRC-12编码器接收每个多块的加扰数据位，并计算12个奇偶校验位。这些奇偶校验位在随后的块中被传输到接收器。接收器还将从每个接收的数据块中计算12个奇偶校验位，并将它们与同步字中接收的位进行比较。如果所有奇偶校验位都不匹配，则接收数据中至少有一个错误，这可能会触发错误标志。

对于对额外延迟不敏感但对错误敏感的应用(如测试和测量设备)，使用前向纠错可以使误码率优于10×10–24。JESD204C发射机中的前向纠错电路计算多个块中加扰数据比特的前向纠错奇偶校验位，并将这些奇偶校验位编码在下一个多个块的同步头比特流上。接收器计算接收位的校正子，这是本地生成的奇偶校验位和接收的奇偶校验位之间的差值。如果校正子为0，则假设接收的数据位是正确的。如果校正子不是0，它可以用来确定最可能的错误。

前向纠错奇偶校验位的计算方法类似于循环冗余校验。前向纠错编码器从多个块接收2048位加扰数据位，并添加26位奇偶校验位以构建缩短的二进制循环码。该代码的生成多项式为:

对于每个多块，该多项式可以校正高达9位的突发错误。

总结

为了满足未来几年数据密集型应用对更快数据处理的需求，JESD204C将多千兆接口定义为数据转换器和逻辑设备之间必要的通信通道。高达32 GSPS的信道速率和64b/66b编码支持超高带宽应用，以最小的开销提高系统效率。这些和其他标准的改进有利于5G通信、雷达和电子战应用。加上纠错功能，高级仪器等应用可以多年无错运行。