碳化硅SiC半导体-技术白皮书 | EasyCDR——满足您特定需求的定制化解决
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技术白皮书 | EasyCDR——满足您特定需求的定制化解决
发布日期:2024-02-05 10:40     点击次数:118
1. Serdes介绍

由串行器组成的Serdes(Serializer)和解串器(Deserializer)两个英语单词组合在一起。Serdes可以通过同轴电缆或双绞线传输大量信息。在当今世界,对更高速数据传输的需求日益增加,而平行数据流却跟不上。Serdes技术可用于50欧姆同轴电缆接口或100欧姆双绞线接口。在某些情况下,电源也可以通过同轴电缆传输(POC),这是摄像机供电的理想选择。时钟数据恢复(Clock Data Recovery,CDR)是实现单根电缆(铜缆或光纤)无时钟数据传输的关键技术。将数据传输到电缆时,数据已输出,但时钟信号未发送。时钟信息可以通过CDR技术从数据流中根据数据跳转获取,称为嵌入式时钟。关键任务是通过CDR技术恢复接收端的时钟信息。一般的方法是建立一个基于模拟的特殊CDR系统,与发送功能一起完成整个SerDes功能。

2. 基于高云EasyCDRR通过GPIO实现®Serdes

Easy Clock Data Recovery (EasyCDR®) 为了简化数据接收流程,大大降低复杂性,降低功耗,节约成本,是一项突破性技术。高云最新推出的GW5A系列采用先进的I/O结构,可接收带有嵌入式时钟信号的串行数据。高云最新EasyCDR® IP可以解开串行输入数据,输出10位或16位并行数据和时钟。GPIO和FPGA是整个解决方案 在fabric中完成,无需使用特殊的模拟Serdes。高云半导体在其GW5A系列芯片中提供EasyCDR®其性能优异,传输速度高达2.5Gbps。EasyCDR®其简单性和高效性使其成为模拟Serdes解决方案的理想替代品,后者往往更耗电、更复杂、更昂贵。下图显示了EasyCDR®作为Serdes中的接收功能工作。

3. EasyCDR®解决方案的优点

当应用速度要求低于2.5Gbps时,高云的EasyCDR®解决方案可作为传统模拟Serdes解决方案的现代高效替代品。以下是高云EasyCDR®所有优势:

多功能性

EasyCDR®该解决方案是基于FPGA的通用资源,而不是特殊的模拟Serdes模块,因此具有灵活性和通用性。无论是否有高速收发器,EasyCDR®所有高云Arorara 实现V设备。用户可以轻松实现Serdes协议,从而适应各种情况。这使得EasyCDR®它已成为许多现代电子设计的重要补充。

成本和功耗效益

模拟Serdes模块成本高,功耗大。这就是为什么每个FPGA只有几个收发器,甚至根本没有Serdes。另一方面,GPIO数量多,功耗低,实现成本低。EasyCDR®使用FPGA的GPIO和逻辑资源,因此成本和功耗都很低。

填补技术进步的空白

在当今世界,一方面,人工智能、智能手机等前沿技术促进了晶圆工艺技术的快速发展。另一方面,几十年前定义的技术仍在广泛应用。例如,USB2.0于2000年推出,碳化硅SiC,半导体,SiC半导体,碳化硅半导体至今仍有数百万USB2.0设备出货。现在GPIO的速度可以轻松超过USB2.0(480Mbps)。用最新技术制造的新芯片支持这样的低速协议是没有意义的。然而,这是一个传统的FPGA基于SerDes的协议 无法支持GPIO。EasyCDR®该技术填补了这一空白。

数据处理能力更大

对我们来说,扩展速度范围来支持更多的应用是非常重要的。EasyCDR®处理速度高达2.5Gbps,让它从竞争对手中脱颖而出。这种速度可以满足许多用户的需求。

4. 应用实例 工业现场总线的潜在应用

工业现场总线的应用对工业仪器、控制器、执行器和现场设备之间的数字通信至关重要。高云的EasyCDR®可应用于现场总线系统,处理现场控制设备与高级控制系统之间的数据交换,包括PROFIBUS、PROFINET、SERCOS、Modbus和EtherCAT等标准。

特别是EtherCAT标准已经发展到可支持的EtherCAT标准 G(1 Gbit/s)和 EtherCAT G10(10 Gbit/s)等高速数据传输速率。EasyCDR®可在处理此类高速数据转换应用中发挥重要作用,提供可靠、性价比高的解决方案。

7:1 LVDS

7:1 LVDS通常用于连接LCD面板驱动信号。EasyCDR®它可以满足数据传输速率的要求,但它需要数据跳转信息同步传输。因此,可能需要使用8B10B编码或加扰等技术来确保数据的连续跳变。然而,值得注意的是,随着EDP和V-by-One等嵌入式时钟接口的普及,7:1 LVDS接口市场正在萎缩。

MIPI M-PHY

MIPI M-PHY使用PWM信号和EasyCDR®。EasyCDR®基于边缘,时钟可以有效恢复。它是MIPI M-PHY提供同步功能,即使时钟速率是数据速率的三倍,也能保证可靠的数据接收。

LVDS总线应用

在LVDS总线应用中,EasyCDR®数据传输可以在没有额外时钟信号的情况下进行,从而简化了连接。高云的GW5A和GW5AR设备接收率更高,最高可达2 Gbps。这一功能对于满足工业环境中日益增长的更高数据传输需求至关重要。

结论

EasyCDR高云®它是数据接收的前沿解决方案,在现有速度范围内优于传统的模拟Serdes选择。随着技术的发展,数据处理能力更高,功耗/成本效益和多功能,EasyCDR®包括工业现场总线、LVDS接口和MIPI M-包括PHY在内的各种应用程序提供了更好的选择。随着各行业不断要求更快、更高效的数据接收解决方案,EasyCDR®在简化电子系统设计、降低成本的同时,随时准备迎接这些挑战。