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基于 TI TLK10002的 SERDES FIFO 溢出的解决方案

时间:08-26 来源:3721RD 点击:

2.3 双系统时钟方案的具体实现

以 BBU 一侧为例,双系统时钟方案具体实现方式如下图 4 所示。在这个方案中,由于 LMK04808具有超低相位噪声特性,我们使用它作为抖动消除器。




图 4 采用双时钟方案构建 BBU SERDES 系统

对图 4 所示的系统,系统配置及操作顺序如下:
1) 正常配置 TLK10002 0X00 到 0X0D 寄存器。
2) 等待 TLK10002 高速侧锁相环 HS PLL 正常锁定。//只要本地参考时钟准备就绪,高速侧锁相环即可锁定(此时并不需要建立稳定的 10G 链路)。
3) 切换 TLK10002 ENRX:先置为 0,再置为 1。//使 HS SERDES 自适应链路状况。
4) 等待 10ms。 //等待 HS SERDES 设置参数,确保 CDR 为 LMK04808 提供有效的参考时钟。
5) 配置 LMK04808 确保其正常锁定。
6) 等待 TLK10002 低速侧锁相环 LS PLL 正常锁定。//只要 LMK04808 锁定并且正常输出,LS PLL 就可以正常锁定
7) 重启数据通路。//此时,低速侧和高速侧 SERDES 都具有有效时钟,重启数据通路可以优化 FIFO的指针位置和触发低速侧 Lane 重新对齐

3、双系统时钟方案实际测试

3.1 测试设置
TLK10002 双系统时钟方案测试设置如图 5 所示。J-BERT 用来产生 9.8304Gbps 的 PRBS7 测试信号,在这个信号上会加载 45ps 的宽带随机抖动;VXI Clock Generator 用于产生 122.88MHz 的本地时钟,作为 TLK10002 高速侧锁相环的参考时钟;LMK04808 作为本地的 Jitter Cleaner,采用 LMK04808 评估板默认的配置,TLK10002 CDR 输出 122.88MHz 信号作为 LMK04808 参考输入,LMK04808 输出的 122.88MHz LVPECL 信号作为 TLK10002 低速侧锁相环的参考时钟;TLK10002 配置成 9.8304Gbps PRBS 测试模式,发射通道采用默认的设置;高速示波器用于观测 TLK10002 发射通道输出 9.8304Gbps 高速串行信号。

在 A、B、C、D 四个测试点,我们将分别测试 TLK10002 串行输入信号眼图、TLK10002 恢复时钟信号相噪、LMK04808 输出信号相噪以及 TLK10002 发射机输出眼图。


图 5 TLK10002 双时钟系统方案测试设置

3.2 实测结果
TLK10002 串行输入信号眼图如图 6 所示,它的随机抖动(Rj)为 2.98ps,确定抖动(Dj)为4.23ps,总的抖动(Tj)为 44.98ps,通常,这种类型的宽带随机抖动是很难通过均衡来消除的。

TLK10002 恢复时钟输出相噪曲线如图 7 所示,采用图 6 所示的输入信号,TLK10002 的恢复时钟 RMS 抖动为 3.98ps(1KHz~20MHz)。

LMK04808 输出相噪如图 8 所示,可以看到在通过 Jitter Cleaner(LMK04808)之后,由于LMK04808 的强劲抖动消除能力,其输出 RMS 抖动仅为 121fs(1KHz~20MHz)。

TLK10002 发射通道输出眼图如图 9 所示,其随机抖动(Rj)为 1.02ps,确定抖动(Dj)为5.79ps,总的抖动(Tj)仅为 19.6ps,眼图清晰。


4、结论

由上述理论分析和实际测试结果可以清楚地看到由 TLK10002 、LMK04808 构建的双时钟系统方案完全可以避免因光纤引入漂移从而导致 SERDES FIFO 溢出的问题;同时,由于发射机眼图主要是由本地参考时钟的相噪决定,采用这种双时钟模式对眼图以及发射机输出噪声性能没有影响。

5、参考文献

[1] TLK10002 Datasheet
[2] LMK04808 Datasheet
[3] 光同步传送网和波分复用系统, 邓忠礼,清华大学出版社

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