数据时钟恢复(CDR)工作原理及Altera的ASI、SDI_IPcore应用
数据时钟恢复(CDR)工作原理及Altera的ASI、SDI_IPcore应用
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Standards-HD-SDI
SMPTE Cont.
SDI:259M-97
Standard for transporting uncompressed standard definition digital video serially over coax or fiber -100+ meters over coax cable -2km over single mode fiber Bit Rates of 1.485G (30Hz Frame Rate) or 1.4835G (29.97Hz Frame Rate) Builds upon SDI -Encoding,decoding,framing,and equalization are similar
Video clock in
REFCLK3 in Spare LVDS I/O “Santa Cruz” connector
In
SDI port 0
Out
01 23
5V GND
In
Power s witch
SDI port 1
Out
UART JTAG
Spare transc eiver I/O
“spare” clock in
FPGA solution Equilizer FPGA (Cyclone) Cable driver
$2 ASSP solution Rx(Equilizer And encoder Etc integrate)
$4*
$2
Total $8
Tx(Cable Driver and decoder integrate $20 Total $40
时钟数据恢复(CDR)
时钟数据恢复(CDR)时钟数据恢复(CDR)引言概述：时钟数据恢复(Clock Data Recovery, CDR)是一种数字通信领域中常用的技术，用于从接收到的信号中恢复出时钟信息，并将其用于数据采样和解码。
本文将介绍时钟数据恢复的工作原理以及其在通信系统中的应用。
一、时钟数据恢复的原理1.1 时钟信号的重要性时钟信号在数字通信系统中起着至关重要的作用，它用于同步发送和接收端的数据采样和解码过程。
时钟信号的准确性和稳定性直接影响到通信系统的性能。
1.2 时钟数据恢复的需求在数字通信中，接收到的信号可能会受到传输介质、噪声等因素的影响，导致时钟信号的失真和抖动。
因此，需要一种方法来从接收到的信号中恢复出准确的时钟信息。
1.3 时钟数据恢复的原理时钟数据恢复的原理是基于接收到的信号中的边缘信息来恢复时钟信号。
通过比较信号的上升沿和下降沿的时间间隔，可以推测出时钟信号的频率和相位，从而实现时钟数据的恢复。
二、时钟数据恢复的应用2.1 数字通信系统时钟数据恢复在数字通信系统中广泛应用，用于恢复接收端的时钟信号，以确保数据的准确采样和解码。
它可以应对传输介质的噪声和失真，提高通信系统的可靠性和性能。
2.2 光纤通信在光纤通信中，时钟数据恢复被用于恢复接收端的光信号的时钟信息。
光信号在传输过程中可能会受到光纤的色散和衰减等影响，导致时钟信号的失真。
时钟数据恢复技术可以有效地恢复出准确的时钟信号，提高光纤通信系统的性能。
2.3 高速串行通信在高速串行通信中，时钟数据恢复被用于恢复接收端的时钟信号。
高速串行通信中的时钟信号往往由数据信号中的边缘信息推测而来，因此时钟数据恢复技术对于保证数据的准确采样和解码至关重要。
三、时钟数据恢复的算法3.1 相位锁定环路(Phase Locked Loop, PLL)相位锁定环路是一种常用的时钟数据恢复算法。
它通过不断调整本地时钟的相位和频率，使其与接收到的信号的相位和频率保持同步，从而实现时钟数据的恢复。
Clock and Data Recovery (CDR)
数据时钟恢复（CDR）
发送端不发送CLK信号，而是有接收端给据数据恢复出时钟， 并据此锁存数据。 常用的BUS： USB，SATA，PCI-E，…
编码举例 8b/10b
HGF EDCBA
Dx.y
abcdei fghj
RD=-1 ：0比1多 RD=+1：1比0多 RD初始值為-1
8b/10b Encoding
A與B相位差=QA-QB
Hogge Phase Detector
鎖定狀態時，charge pump 輸出 電壓Vout在產生一個向上的紋波 ，隨即產生一個向下的紋波， Vout直流電平保持不變。
HPD鎖定前後理論波形示意圖
細節變化將 體現在 simulation中
X =1/2 TCLK Y =Din與CLK相位差
Clock and Data Recovery
数据时钟恢复 Stanley Team
Agenda
数据同步方式 数据时钟恢复 编码 时钟的提取
源同步(SS)
发送端同时传递时钟与数据信号给接收端。 接收端根据时钟锁存数据。 常用的Bus： PCI，LPC，SPI，I2C，SMBUS，DDR(I ,II, III), …
Digital Receiver
原理——滤波法实现CDR
Data Recovery with simple PLL
Incoming Date
Architecture of the designed PLL
1 頻率鎖定在 預定中心頻率
2 相位鎖定
Phase and Frequency Detector
8b/10b Encoding
/8b10b.php 这是我们模拟的PHP实现，您可以上去体会8b/10b的编码。HW部分， 可以用不同的算法，使用Verilog/VHDL 在FPGA里实现。
时钟数据恢复(CDR)
时钟数据恢复(CDR)时钟数据恢复(CDR)是一种重要的数字信号处理技术，用于恢复由于传输过程中引起的时钟偏移或抖动而导致的数据失真。
本文将介绍时钟数据恢复的原理、应用、算法、性能和发展趋势。
一、时钟数据恢复的原理1.1 时钟数据恢复的基本概念时钟数据恢复是指通过对接收到的数字信号进行时钟提取和重构，以确保数据在接收端正确解调和处理的过程。
1.2 时钟信号的重要性时钟信号是数字通信系统中的关键信号，它决定了数据信号的采样时刻和速率，直接影响系统的性能和稳定性。
1.3 时钟数据恢复的原理时钟数据恢复通过采用PLL（锁相环）或者其他算法对接收到的信号进行时钟提取和重构，使得接收端的时钟与发送端的时钟保持同步。
二、时钟数据恢复的应用2.1 数字通信系统中的应用时钟数据恢复广泛应用于数字通信系统中，如光纤通信、无线通信、卫星通信等领域。
2.2 数据存储系统中的应用时钟数据恢复也被应用于数据存储系统中，如硬盘驱动器、固态硬盘等设备，以确保数据的读取和写入的准确性和稳定性。
2.3 其他领域的应用时钟数据恢复还被广泛应用于音频处理、视频处理、雷达系统等领域，以提高系统的性能和可靠性。
三、时钟数据恢复的算法3.1 PLL算法PLL算法是时钟数据恢复中常用的算法之一，通过不断调整本地时钟的频率和相位，使其与接收到的信号保持同步。
3.2 时域插值算法时域插值算法通过对信号进行插值处理，补偿传输过程中的时钟偏移和抖动，以恢复原始数据信号。
3.3 频域分析算法频域分析算法通过对信号进行频谱分析，提取信号的频率信息，从而实现时钟数据恢复。
四、时钟数据恢复的性能4.1 误码率时钟数据恢复的性能可以通过误码率来评估，误码率越低，说明时钟数据恢复的效果越好。
4.2 抖动抑制能力时钟数据恢复的性能还可以通过抖动抑制能力来评估，抖动抑制能力越强，说明时钟数据恢复对传输过程中的抖动影响越小。
4.3 鲁棒性时钟数据恢复的性能还可以通过其对噪声和干扰的抵抗能力来评估，鲁棒性越强，说明时钟数据恢复对环境变化的适应能力越强。
时钟数据恢复(CDR)
时钟数据恢复(CDR)时钟数据恢复(CDR)是一种用于恢复数字信号中时钟信息的技术，它在数字通信系统中起着至关重要的作用。
本文将从时钟数据恢复的定义、原理、应用、发展和未来趋势等方面进行探讨。
一、时钟数据恢复的定义1.1 时钟数据恢复是指在数字通信系统中从接收到的信号中提取出时钟信息的过程。
1.2 时钟数据恢复技术通过对接收到的信号进行处理，从中提取出时钟信号，以确保信号的正确接收和处理。
1.3 时钟数据恢复技术可以应用于各种数字通信系统中，如光纤通信、无线通信等。
二、时钟数据恢复的原理2.1 时钟数据恢复的原理是通过对接收到的信号进行采样和重构，从中提取出时钟信息。
2.2 时钟数据恢复技术通常包括时钟信号提取、时钟信号重构和时钟信号同步等过程。
2.3 时钟数据恢复的原理是基于数字信号处理和时钟同步技术，通过对信号进行分析和处理实现时钟信息的提取和恢复。
三、时钟数据恢复的应用3.1 时钟数据恢复技术广泛应用于数字通信系统中，如光纤通信、无线通信等。
3.2 时钟数据恢复技术可以提高系统的稳定性和可靠性，确保信号的正确接收和处理。
3.3 时钟数据恢复技术还可以用于信号的重构和同步，以确保系统的正常运行和数据的准确传输。
四、时钟数据恢复的发展4.1 随着数字通信技术的不断发展，时钟数据恢复技术也在不断完善和提升。
4.2 新的时钟数据恢复算法和技术不断涌现，为数字通信系统的性能提升提供了有力支持。
4.3 时钟数据恢复技术的发展趋势是向着更高的精度、更低的功耗和更广泛的应用领域发展。
五、时钟数据恢复的未来趋势5.1 未来时钟数据恢复技术将更加注重对复杂信号环境下的时钟信息提取和恢复。
5.2 时钟数据恢复技术将不断融合新的技术手段，如人工智能、深度学习等，以提高系统的性能和稳定性。
5.3 时钟数据恢复技术的未来趋势是向着更智能、更高效和更可靠的方向发展。
总结：时钟数据恢复技术在数字通信系统中具有重要作用，通过对接收到的信号进行处理，提取出时钟信息，确保信号的正确接收和处理。
时钟数据恢复(CDR)
时钟数据恢复(CDR)时钟数据恢复(CDR)是一种重要的通信技术，用于在数字通信系统中恢复时钟信号。
在数字通信系统中，时钟信号是非常关键的，它用于同步发送和接收数据，确保数据的准确传输。
本文将介绍时钟数据恢复的原理、应用、技术和发展趋势。
一、时钟数据恢复的原理1.1 时钟信号的重要性：时钟信号用于同步发送和接收数据，确保数据的准确传输。
1.2 时钟信号的失真：在数字通信系统中，时钟信号可能因为传输距离、噪声等原于是失真。
1.3 CDR的作用：CDR可以通过对接收到的数据进行分析和处理，恢复出准确的时钟信号。
二、时钟数据恢复的应用2.1 光通信系统：在光通信系统中，CDR可以用于恢复光信号的时钟信号。
2.2 高速数据传输：在高速数据传输系统中，CDR可以用于恢复数据的时钟信号，确保数据传输的准确性。
2.3 无线通信系统：在无线通信系统中，CDR可以用于恢复无线信号的时钟信号，提高数据传输的稳定性。
三、时钟数据恢复的技术3.1 相位锁定环(PLL)：PLL是一种常用的时钟数据恢复技术，通过反馈控制相位差，使得输出的时钟信号与输入的时钟信号同步。
3.2 等化器：等化器可以对接收到的信号进行处理，去除噪声和失真，从而恢复出准确的时钟信号。
3.3 自适应滤波器：自适应滤波器可以根据接收到的信号的特点自动调整滤波器的参数，提高时钟数据恢复的准确性。
四、时钟数据恢复的发展趋势4.1 高速化：随着通信技术的发展，时钟数据恢复技术也在不断提高传输速度。
4.2 高精度：时钟数据恢复技术将会越来越精确，以应对复杂的通信环境。
4.3 低功耗：未来的时钟数据恢复技术将会越来越注重低功耗，以满足节能环保的需求。
五、结论时钟数据恢复是数字通信系统中非常重要的技术，它可以确保数据的准确传输。
随着通信技术的不断发展，时钟数据恢复技术也在不断提高，未来将会在高速化、高精度和低功耗方面取得更大的突破。
cdr芯片
cdr芯片CDR芯片，即时钟数据恢复芯片（Clock and Data Recovery），是一种用于从串行数据流中恢复时钟信号和数据信息的集成电路。
它常用于高速串行接口中，例如光纤通信、高速以太网、PCI Express等。
下面将对CDR芯片进行详细介绍。
首先，CDR芯片的工作原理是通过对串行数据信号进行采样、时钟恢复、信号解调等一系列处理来恢复出正常的时钟和数据信息。
在高速串行通信中，由于传输信号的衰减、失真等因素，使得时钟信号和数据信号受到严重干扰和变形。
CDR芯片通过内部的电路设计和算法，对接收到的数据进行时钟提取和恢复，并在正确的时刻对数据进行采样和解调，使其恢复到原始的时钟和数据信息。
其次，CDR芯片具有以下几个关键的性能指标：1. 时钟恢复精度：即CDR芯片对时钟信号的恢复准确度。
通常用来评估CDR芯片的抗噪声能力和抗干扰能力。
2. 数据恢复速度：即CDR芯片从接收到数据到恢复出正确的数据信息所需的时间。
这个指标通常用来评估CDR芯片的处理速度和实时性。
3. 电源噪声：即CDR芯片对电源噪声的敏感度。
高电源噪声会导致CDR芯片的工作不稳定，影响时钟和数据的恢复效果。
4. 功耗：CDR芯片在工作过程中所消耗的功率。
功耗低的CDR芯片可以减少系统的能耗。
此外，CDR芯片还具有以下几个特点和应用：1. 兼容性：CDR芯片通常支持多种串行数据接口和协议，使其能够广泛应用于不同的通信系统和设备中。
2. 自适应能力：CDR芯片通过采用自适应算法和引入反馈机制，能够根据不同的信号情况进行自动校正和优化，提高接收信号的质量。
3. 抗干扰能力：CDR芯片通过采用差分输入和输出、滤波电路等设计和技术手段，能够有效抑制噪声和干扰信号，提高信号的抗干扰能力。
4. 高速传输：CDR芯片通常能够支持高速的数据传输，例如多Gbps的速率，满足现代通信系统对高速传输的需求。
总而言之，CDR芯片作为一种用于串行数据恢复的关键集成电路，具有时钟恢复精度、数据恢复速度、电源噪声和功耗等重要性能指标，同时还具有兼容性、自适应能力、抗干扰能力和高速传输等特点。
时钟数据恢复(CDR)
时钟数据恢复(CDR)2009-11-01 21:40 5887人阅读评论(5) 收藏举报测试图形ui产品工作任务近年来，芯片功能的增强和数据吞吐量要求推动了芯片产业从低速率数据并行连接转变到高速串行连接。
这个概念被称为SERDES(Serializer-Deserializer)，包括在高速差分对上串行地传送数据，而不是用低速的并行总线。
一个典型例子是用单个PCI-Express通道取代数据速率达2.112Gbps的传统32位66MHz PCI总线，PCI-Express可达到4Gbps的数据速率，但仅使用了工作在2.5GHz的4条线。
简而言之，SERDES协议允许用较少的引脚实现较高的数据速率。
图1给出了各种可能的SERDES接口。
这个例子展示了一个网络处理器位于系统中心的高性能电路板。
SERDES应用用紫色标明，可以用FPGA实现的芯片用黄色标明。
图1：典型的SERDES应用。
SERDES的类型有两种基本类型的SERDES接口：源同步(SS)协议和时钟数据恢复(CDR)协议。
这两种类型的主要差别是如何实现时钟控制。
源同步接口拥有一个伴随传送数据的时钟信号；CDR 没有单独的时钟信号，而是把时钟嵌入在数据中。
即CDR接收器将相位锁定在数据信号本身以获取时钟。
表1概括了这两种接口的基本差别。
表1：源同步和时钟数据恢复SERDES接口的比较。
通常CDR协议运行在较高的数据速率和较长的传送距离，因此带来很大的设计挑战。
时钟数据恢复的基础顾名思义，CDR接收器必须从数据中恢复嵌入的时钟。
更准确地说，是从数据信号的交换中获取时钟。
CDR发送器首先串行发送数据，然后将数据转换成8b/10b编码方案。
编码处理获得8位数据并将其转换成10位符号。
8b/10b编码方式可以在数据线上传送相等数目的0和1，从而减少码间干扰，并提供足够多的数据边沿，以便接收器在收到的数据流上锁定相位。
发送器将系统时钟倍频至传送比特率，并以该速率在TX差分对上发送8b/10b数据。