前言
在很多無線或者有線的系統(tǒng)應(yīng)用中，都需要器件的接收端能夠和鏈路的發(fā)送端的頻率做跟隨。通常的實(shí)現(xiàn)方案都是通過將SERDES的恢復(fù)時(shí)鐘引到芯片外部，然后通過一個(gè)cleanup PLL過濾抖動(dòng)，然后同時(shí)再生出低相位抖動(dòng)的跟隨時(shí)鐘，然后將此時(shí)鐘作為SERDES的參考時(shí)鐘。其典型場(chǎng)景如下：

圖1 傳統(tǒng)頻率跟隨方案

但這類解決方案，對(duì)于要求做頻率跟隨的接口非常多的應(yīng)用如POS接口，顯然是非常不合適的。XILINX的7系列SERDES發(fā)送側(cè)的PI(Phase Interpolator)功能，給這類應(yīng)用場(chǎng)景提供了非常完美的解決方案。

XILINX SERDES發(fā)送側(cè)PI功能介紹

XILINX的7系列SERDES的發(fā)送方向的結(jié)構(gòu)圖如下：

圖2 7系列SERDES發(fā)送方向結(jié)構(gòu)圖

這個(gè)PI模塊能夠根據(jù)要求對(duì)SERDES的發(fā)送串行時(shí)鐘進(jìn)行插相處理以達(dá)到對(duì)頻率進(jìn)行調(diào)整。利用這個(gè)功能，如果我們能以發(fā)送側(cè)的時(shí)鐘和接收端的恢復(fù)時(shí)鐘的偏移作為依據(jù)，對(duì)SERDES的發(fā)送串行時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)整，那么我們所需要的頻率跟隨功能就將實(shí)現(xiàn)?；緦?shí)現(xiàn)框圖如下：

圖3 XILINX 7系列SERDES的頻率跟隨方案基本框圖

PICXO IP介紹

針對(duì)圖2所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，XILINX提供了一個(gè)完整IP解決方案，詳細(xì)情況可以參閱XAPP589( )。PICXO IP的框圖如下：

圖4 PICXO 框圖

PICXO IP的關(guān)鍵是其提供的DPLL功能。此IP提供了豐富的配置接口，方便用戶生成自己需要的環(huán)路濾波帶寬。也提供了Hold功能，以滿足某些需要Holdover功能的場(chǎng)景應(yīng)用。

圖5 PICXO的配置接口

通過調(diào)整DPLL的參數(shù)（G1，G2，R，V，ACC_STEP，DIVCNT_TC），可以生成各種帶寬的數(shù)字低通濾波器。下圖就是各種配置下的抖動(dòng)傳遞函數(shù)。

圖6 PICXO的抖動(dòng)傳遞函數(shù)

性能測(cè)試結(jié)果

采用XILINX 7系列SERDES提供的PI功能，能滿足目前通訊應(yīng)用中的大部分頻率跟隨應(yīng)用。以常見的POS接口和OTUe2接口測(cè)試為例，其都能滿足要求。下面的附圖為OC-192的測(cè)試結(jié)果：

圖7 PI功能演示圖1

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圖8 PI功能演示圖2

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圖9 OC-192應(yīng)用下的發(fā)送抖動(dòng)測(cè)試

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圖10 OC-192應(yīng)用下的接收抖動(dòng)容忍測(cè)試

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圖11 OC-192應(yīng)用下的接收抖動(dòng)傳遞函數(shù)測(cè)試

后記

得益于XILINX的QPLL和PI的優(yōu)良性能，給大家在需要做頻率跟隨時(shí)提供了一個(gè)非常有競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。成本，單板面積以及功耗都能面面兼顧。目前已經(jīng)在大型設(shè)備商得到大規(guī)模應(yīng)用。