基于FPGA的LVDS無時鐘數據傳輸方案設計與實現
2021年電子技術應用第6期
畢彥峰1，李 杰1，胡陳君2
1.中北大學 電子測試技術重點實驗室，山西 太原030051； 2.蘇州中盛納米科技有限公司，江蘇 蘇州215123
摘要： 針對離線式彈載數據采集存儲設備小型化需求，設計了一種基于FPGA的LVDS(Low-Voltage Differential Signaling)無時鐘高速數據傳輸系統。在不外掛接口芯片的情況下，用板載時鐘代替差分時鐘，僅使用一對差分管腳即可完成一路LVDS無時鐘數據傳輸，系統中數據接口較多時可以很大程度上減少板卡體積。通過提高FPGA內部SERDES(Serializer-Deserializer)反串行化比例以及數據進行8B/10B編碼解決鑒相器失效的問題，并以此為板載時鐘提供準確的相位信息來對齊串行數據和模擬時鐘，最后按照模擬時鐘將串行LVDS數據反序列化，從而達到板載時鐘代替LVDS隨路時鐘的目的，以此實現基于FPGA無隨路時鐘的LVDS高速傳輸。試驗表明，該系統能夠可靠、有效工作，具備一定工程實用價值。
中圖分類號： TN919；TP274
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201076
中文引用格式： 畢彥峰，李杰，胡陳君. 基于FPGA的LVDS無時鐘數據傳輸方案設計與實現[J].電子技術應用，2021，47(6)：62-66.
英文引用格式： Bi Yanfeng，Li Jie，Hu Chenjun. Design and implementation of LVDS clockless data transmission scheme based on FPGA[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(6)：62-66.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201076
中文引用格式： 畢彥峰，李杰，胡陳君. 基于FPGA的LVDS無時鐘數據傳輸方案設計與實現[J].電子技術應用，2021，47(6)：62-66.
英文引用格式： Bi Yanfeng，Li Jie，Hu Chenjun. Design and implementation of LVDS clockless data transmission scheme based on FPGA[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(6)：62-66.
Design and implementation of LVDS clockless data transmission scheme based on FPGA
Bi Yanfeng1，Li Jie1，Hu Chenjun2
1.State Key Laboratory of Electronic Testing Technology，North University of China，Taiyuan 030051，China； 2.Suzhou Zhongsheng Nanotechnology Company，Suzhou 215123，China
Abstract： Aiming at the miniaturization requirements of off-line bomb-borne data acquisition and storage equipment, an FPGA-based LVDS clockless high-speed data transmission system is designed. Without an external interface chip, the onboard clock is used to replace the differential clock, and only a pair of differential pins can complete a LVDS clockless data transmission. When there are many data interfaces in the system, the board volume can be greatly reduced. The problem of phase detector failure is solved by increasing the deserialization ratio of the FPGA internal SERDES and 8B/10B encoding of the data, so to provide accurate phase information for the onboard clock to align the serial data and the analog clock. Finally，following the analog clock，the serial LVDS data is deserialized, so as to achieve the purpose of replacing the LVDS accompanying clock with the onboard clock, so as to achieve high-speed LVDS transmission based on FPGA without accompanying clock. Tests show that the system can work reliably and effectively, and has certain engineering practical value.
Key words : FPGA；no clock transmission；LVDS；SERDES
0 引言
常規彈藥制導化改造試驗過程中，事后回讀彈載數據記錄儀所記錄的各種指令參數是測試反饋中重要的方式。在靶場測設發射導彈之前，數據回讀也是監測彈藥狀態的一種十分重要的方式。隨著科技的進步，數據存儲設備愈發趨近小型化、高速化，所能提供的數據回讀接口也越來越少，導致對采集存儲設備進行數據回讀時無法同時滿足速度快和接口少的條件[1-2]。
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作者信息：
畢彥峰1，李 杰1，胡陳君2
(1.中北大學 電子測試技術重點實驗室，山西 太原030051；
2.蘇州中盛納米科技有限公司，江蘇 蘇州215123)
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