LVDS与IDELAY

news2024/9/24 17:13:56

摘要：LVDS（Low-Voltage Differential Signaling）低电压差分信号，是一种低功耗、低误码率、低串扰和低辐射的差分信号技术；LVDS会被经常使用到，使用的过程中难免会碰到时序问题，需要借助IDELAY进行简单的时序调整；我在使用4*4lane LVDS传输数据时碰到了很多问题，本篇文章作为记录；

一、LVDS

LVDS对于FPGA侧来说无非就是一对差分线，直接用就行；我使用的场景中，需要用到24对LVDS（外部有4路芯片，每路6对LVDS）

二、IDELAY的使用

2.1 差分转单端

把需要用到的所有差分信号，转单端信号，后面会用到：

2.2 IDELAY CTRL

i_clk_delay目前来看并没有什么特殊要求，这里我给的是主时钟MMCM分出来的300MHz时钟；需要注意这里的IODELAY_GROUP貌似要统一名字;

2.3 IDELAY3

里面连接的i_idelay_clk使用的是芯片2243过来的随路时钟，这个时钟应该是300MHz，2243传送过来的的数据速率是600Mbps；

2.4 IDDRE1

IDELAY3的输出接到IDDRE上面；

i_bitclk是300Mhz时钟；

iddre的输出就可以拿来用了，但是时钟域依旧是i_bitclk;

三、调试

3.1 LVDS时序问题

一般LVDS出现时序问题，会出各种各样的情况，但是总结下来无非就是两点，数据本身和数据量有问题；也就是说，数据要么就是错误的，要么数据量不对，两者很有可能同时出现；

按照经验，在确保物理硬件布线没有问题的情况下，LVDS出现时序问题，很有可能就是布局布线导致的，所以异常的现象并不是固定一致的，应该会随着版本的变化而变化；此时此刻，通过调整idelay是很有希望解决这个问题的。如果物理硬件布线有问题（没遇到过），很难调试；

如图所示，理论上收到的数据应该是1，2，3，4，5，6，7，8，但是现在出现了16，12，0e，0a；理论上收到的数据量是786432个，并且图中784383对应的应该是1，现在对应的是2，证明了数据量也少了（在测试LVDS时序问题的时候，一定要有一套标准证明数据本身不对或者数据量少了）；

我的验证标准：

由于雷达2243会传过来bitclk、valid、frameclk、data0、data1、data2、data3；可以选择用valid去计算数据量，理论上valid应该和四路data是严格对齐的；所以可以用多个计数器从不同角度计数valid，可以对比计数器，保证每个计数位置的唯一性，从而验证出数据量是否正确；要验证数据本身正确，一定要让对端发送有规律的数据，才能够比较清晰的判断数据本身有没有发生错误（2243有testpattern模式、testsource模式、真实数据模式）；

调节idelay：