系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)下的幾種數(shù)據(jù)映射形式
數(shù)據(jù)傳輸層的主要功能將AD轉(zhuǎn)換器采樣的數(shù)據(jù)映射成8bit位寬的字節(jié)數(shù)據(jù),并且根據(jù)應(yīng)用的情況不同,分為4中情況:
一個(gè)AD轉(zhuǎn)換器內(nèi)的單個(gè)轉(zhuǎn)換單元對(duì)應(yīng)一條數(shù)據(jù)傳輸通道
一個(gè)AD轉(zhuǎn)換器內(nèi)的多個(gè)轉(zhuǎn)換單元對(duì)應(yīng)一條數(shù)據(jù)傳輸通道
一個(gè)AD轉(zhuǎn)換器內(nèi)的單個(gè)轉(zhuǎn)換單元對(duì)應(yīng)多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸通道
一個(gè)AD轉(zhuǎn)換器內(nèi)的多個(gè)轉(zhuǎn)換單元對(duì)應(yīng)多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸通道
系統(tǒng)可能存在多個(gè)AD轉(zhuǎn)換同時(shí)連接在一個(gè)傳輸系統(tǒng)中,但是對(duì)于其內(nèi)部的數(shù)據(jù)的映射方式來說,是相對(duì)獨(dú)立的,并且各個(gè)AD轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的映射與上述的4中描述方式保持一致。
每一個(gè)AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)結(jié)果會(huì)被映射成一個(gè)F個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)幀,在許多應(yīng)用中,frame clock的時(shí)鐘頻率會(huì)與sample clock 的時(shí)鐘頻率保持一致,但是同時(shí)JESD204允許AD轉(zhuǎn)換器工作在過采樣的狀態(tài)下,S表示AD轉(zhuǎn)換器過采樣的系數(shù),S必須為整數(shù),如S為2時(shí),表示AD工作在2倍的過采樣頻率上,在這種情況下,AD采樣的2次的數(shù)據(jù)將映射到同一幀上。
設(shè)定每次AD轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)精度為N,如14bit轉(zhuǎn)換精度的AD,N的值將會(huì)設(shè)定為14。
為了更精確的表示傳輸結(jié)果,會(huì)加入一些附加的信息,稱為控制位(controlbit),控制位表示的具體意義系統(tǒng)設(shè)計(jì)者自己定,如控制位可以表示該次轉(zhuǎn)換是否正常。
除了control bit,還有一種稱為tail bit,該tail bit主要完成兩個(gè)功能:
第一、在轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)無法整合為整數(shù)的數(shù)據(jù)幀時(shí),用tail bit作為補(bǔ)充,如轉(zhuǎn)換器的精度為13bit,控制位長度為1bit時(shí),映射14bit的數(shù)據(jù)到2個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)幀,會(huì)有2bit的余量,此時(shí)將用tailbit作為補(bǔ)充。
第二、 該tail bit可以根據(jù)數(shù)據(jù)的內(nèi)0和1的個(gè)數(shù),來控制數(shù)據(jù)幀的整體的極性,以保持?jǐn)?shù)據(jù)幀的直流平衡,也就是可以讓數(shù)據(jù)幀中0和1的個(gè)數(shù)保持一致。
根據(jù)上述描述的系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)映射可以分為以下幾個(gè)形式。
1.1 單數(shù)據(jù)通道映射在這種模式下,AD轉(zhuǎn)換器中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元的數(shù)據(jù)將映射到一個(gè)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)通道中,具體的映射規(guī)則描述如下。
1.1.1 正常采樣的數(shù)據(jù)映射
本小節(jié)描述的是AD在沒有過采樣的情況下數(shù)據(jù)的映射方式。一個(gè)AD轉(zhuǎn)換器可以包含M個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元,其實(shí)就是表示AD轉(zhuǎn)球器可以包含M個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道,如圖10所示,圖中所有的數(shù)據(jù)都是從0開始計(jì)數(shù),其中MSB表示數(shù)據(jù)的最高位,LSB表示數(shù)據(jù)的最低位,具體的數(shù)據(jù)映射規(guī)則如下:
采樣的數(shù)據(jù)將線性的從數(shù)據(jù)采樣單元0、單元1的順序進(jìn)行數(shù)據(jù)的映射。
數(shù)據(jù)采樣的結(jié)果將先映射為word,也就是16bit的位寬,當(dāng)采樣的數(shù)據(jù)沒有control bit時(shí),采樣的數(shù)據(jù)將直接擴(kuò)展為16bit,當(dāng)采樣器有有效的control bit時(shí),映射分為兩種情況:
1、 每次采樣數(shù)據(jù)的control bit映射對(duì)應(yīng)采樣數(shù)據(jù)的最低位以后。
2、 采樣數(shù)據(jù)直接映射為16bit的word,而所有的control bit單獨(dú)的映射成一個(gè)控制字,控制的字的第一bit對(duì)應(yīng)的就是轉(zhuǎn)換單元converter0的controlbit,如此類推。
CF表示數(shù)據(jù)幀中controlword的個(gè)數(shù),在單傳輸通道的情況下,CF的值可以為0或者1,而數(shù)據(jù)幀中word的個(gè)數(shù)將表示為:M+CF。
當(dāng)一個(gè)word中有效的bit位數(shù)不是4的倍數(shù)時(shí),用tail bit進(jìn)行補(bǔ)充,補(bǔ)充完成的數(shù)據(jù)如圖10所示,被稱為“NG“,當(dāng)然這個(gè)步驟在系統(tǒng)對(duì)傳輸效率要求很好的情況下也可以跳過。一個(gè)轉(zhuǎn)換word中,N’表示word中的有效數(shù)據(jù)的長度,同時(shí)N’是4的倍數(shù),也就是說N’可以是4、8、12、16。而當(dāng)N’的值大于N時(shí),大于部分的值由controlbit或者tail bit補(bǔ)充。
注意:
在CF=0時(shí),也就是說controlbit與sample data組合在同一個(gè)word中時(shí),tail bit不會(huì)出現(xiàn)在sample data 和control bit中間,但是可以連接在control bit后面,也就是說word在映射是,順序是sample data 、control bit、tail bit。
在CF=1時(shí),sample data和control bit 將在不同的數(shù)據(jù)中,在這種情況下,sample data在映射時(shí),他后面是可以直接連接 tail bit的。
Tail bit必須保證在映射完后,數(shù)據(jù)幀的長度是8bit的倍數(shù),也就是保證幀長是整數(shù)個(gè)字節(jié)。
上述映射完的數(shù)據(jù)幀將被分解為F個(gè)octet傳輸?shù)綌?shù)據(jù)鏈路層。
圖10:正常采樣數(shù)據(jù)的映射