We’ve yammered on a lot in these pages about how these newfangled FPGA whipper-snapper chips are neater’n dirt when it comes to crankin’ out a whole mess-o lickety-split figgerin’ fastern’ you can say “Bob’s yer Uncle.” Yep, if you got something like that whatcha call digital signal processin’, they got them some-o them there DSP blocks that can do yer times-es, your gozeintas, yer take-aways, and yer summin’. You just pile up the data and pump it in, and the FPGA will do the figgerin’ fastern’ cuzin Winki can go through a stack-o flapjacks.
The problem, of course, with “cuzin Winki” eating “flapjacks” is that somebody has to prepare and serve them - and they need to be going at least as fast as “cuzin WInki” can eat. Before an FPGA can really shine on applications like signal processing, you have to be able to gather data (which is probably analog), convert it accurately to the digital domain, and somehow get it into your FPGA at a speed worthy of the FPGA’s considerable computational abilities. Given that the FPGA companies are claiming that the latest generation of FPGAs can crunch data somewhere in the realm of teraFLOPs, that means you have to provide data at a remarkable rate.
Analog Devices is well known for their fast and accurate analog-to-digital converters (ADCs). Their converters are often used in high-performance applications like medical imaging, ultrasound, military and aerospace imaging, and industrial imaging. These ADCs have impressive specs and can generate data at remarkable rates. For example, the company has just announced a dual, 14-bit, 250-megasample-per-second (MSPS) ADC - aimed at just the types of applications we are discussing. If you do a little math on those specs, you’ll realize that our kitchen is cookin’ up the flapjacks plenty fast, and the problem is getting them from there to the table.
FPGA companies have long recognized that you need big, fast pipes to get data into and out of FPGAs as fast as the devices can process it. That’s why we’ve been talking about multi-gigabit serial interfaces (SerDes) for several years now. The big problem has been that most ADCs are not wired up with high-speed serial interfaces, so the FPGAs and the ADCs don’t speak any common language that takes advantage of the bandwidth that SerDes can provide.
Luckily, a few years ago, JEDEC saw this problem and introduced a series of standards allowing devices like ADCs to connect to SerDes interfaces on devices like FPGAs. The first version - JESD204 2006 - provided for 3.125 Gbps SerDes interfaces to data converters. The second version of the standard - JESD204A 2008 - added support for multiple data lanes and lane synchronization. Now, a third version - JESD204B - has arrived with three new major enhancements: A higher maximum lane rate (up to 12.5 Gbps per channel), support for deterministic latency, and support for harmonic frame clocking.
Analog Devices has moved quickly to release devices on this new standard, and they have just announced the AD9250 dual, 14-bit, 250MSPS ADC supporting the JESD204B standard. These devices achieve 70.6dBfs signal-to-noise ratio at 185MHz Ain, and 88dBc SFDR at 185MHz Ain. They support a flexible input range from 1.4Vp-p to 2Vp-p with an analog input bandwidth of up to 400MHz. They are fairly power thrifty - given the fact that they’re pushing SerDes interfaces - at 711mW total power at 250Msps (both channels). The devices are powered by a 1.8V analog power supply, and they have an on-chip internal voltage reference.
These new ADCs can be configured as (L=2, S=1, F=2, M=2) – 1 data lane per ADC up to 250MSPS resulting in 5Gbps data rate, or as (L=1, S=1, F=4, M=2) – shared data lane up to 125Msps resulting in 5Gbps data rate. This means you can combine SerDes lanes to support super-fast transfer from one ADC, or you can multiplex a single fast data lane to share output from multiple, slower ADCs. This flexibility allows a greater range of applications to take advantage of SerDes connectivity for data converters, bringing the advantages of simpler board layout, vastly reduced IO pin usage, higher data rates, and more robust design.
The AD9250 devices are available now, and they will be a boon to anyone designing FPGA-based systems for applications like ultrasound. The new JEDEC standard takes full advantage of the latest devices from companies like Xilinx and Altera - with their latest-generation SerDes interfaces and their incredible DSP speed and efficiency.
What if you want to use one or try one out?
The company says that evaluation platforms are available now, and there is an optional FMC interposer card that will allow you to connect the evaluation board to a Xilinx FPGA board. The company supports the evaluation platforms with “Circuits from the Lab” (proven clocking and ADC driver signal paths), behavior models for ADIsim and IBIS, and web-based design wizards including PLL, filter, op-amp, and clocking solutions. The company also offers a rich set of converter-centric application notes on topics like clocking, input networks, jitter effects, and testing methodologies.
Obviously, Analog Devices is not stopping here with support for JEDEC JESD204B. We expect the company to continue rolling out converters that support the standard, probably in the order of importance of the increased capability to the application areas they support. That means cousin Winky won’t be getting the flapjack version any time soon, unfortunately. However, we think he’ll be just fine with the traditional kitchen-to-table connection for now.
เรา yammered เยอะในหน้าเหล่านี้เกี่ยวกับวิธีการเหล่านี้ newfangled FPGA ชิปเป็นปลากะพงวิป neater'n ดินเมื่อมันมาถึงจากการขายทั้งหมด mess-o lickety แยก figgerin ' fastern ' คุณสามารถพูดว่า " บ๊อบเหรอลุง " ใช่ ถ้านายมีอะไรอย่างที่คุณเรียกดิจิตอลสัญญาณเพื่อ ' , พวกเขาได้ some-o พวกเขามีบล็อกที่สามารถทำค่าเวลาแบบ ES gozeintas ของคุณอย่าเอาเก็บ และท่าน summin ' คุณแค่กองข้อมูลและปั๊มมันในและ FPGA จะทำ figgerin ' fastern ' cuzin winki สามารถผ่าน stack-o แพนเค้ก
ปัญหาแน่นอนกับ " cuzin winki " กิน " แพนเค้ก " นั้นต้องมีการจัดเตรียมและให้บริการพวกเขา - และพวกเขาต้องไปที่ อย่างน้อยเร็ว " cuzin winki " สามารถกินก่อนฉายจริงบน FPGA สามารถโปรแกรมเช่นการประมวลสัญญาณ คุณจะต้องสามารถที่จะรวบรวมข้อมูล ( ซึ่งอาจเป็นอนาล็อก ) , แปลงได้อย่างถูกต้องเพื่อโดเมนดิจิทัล และได้ลงไปใน FPGA ที่ความเร็วที่คุ้มค่าของ FPGA มากคำนวณความสามารถระบุว่า 4 บริษัทที่อ้างว่ารุ่นล่าสุดของการออกแบบสามารถกระทืบข้อมูลอยู่ในขอบเขตของ 30 , นั่นหมายความว่าคุณต้องให้ข้อมูลในอัตราที่โดดเด่น อุปกรณ์อะนาล็อก
เป็นที่รู้จักกันดีสำหรับ ได้อย่างรวดเร็วและถูกต้องแปลง analog-to-digital ( adcs ) แปลงของพวกเขามักจะใช้ในการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูง เช่น การถ่ายภาพทางการแพทย์ อัลตร้าซาวน์ ,ทหารและการบินภาพถ่ายและภาพอุตสาหกรรม adcs เหล่านี้มีรายละเอียดที่น่าประทับใจและสามารถสร้างข้อมูลในราคาที่น่าทึ่ง ตัวอย่างเช่น บริษัท ได้ประกาศเพียงบิตคู่ , 14 , 250 megasample ต่อวินาที ( msps ) ซี - มุ่งเพียงประเภทของโปรแกรมที่เรากำลังพูดถึง ถ้าคุณทำคณิตศาสตร์เล็ก ๆน้อย ๆในรายละเอียดเหล่านั้นคุณจะทราบว่า ครัวของเราเป็น Cookin ' ขึ้นแพนเค้กมากมายอย่างรวดเร็ว แต่ปัญหาคือพวกเขาได้รับจากที่นั่นไปที่ตาราง บริษัทอุตสาหกรรม
ยาวได้รับการยอมรับว่าคุณต้องการขนาดใหญ่อย่างรวดเร็ว ท่อ เพื่อให้ได้ข้อมูลที่เข้าและออกจากการออกแบบที่รวดเร็วเป็นอุปกรณ์ที่สามารถประมวลผล นั่นเป็นเหตุผลที่เราได้พูดคุยเกี่ยวกับหลายพอร์ตอนุกรม ( นำมาใช้ใหม่ ) มาหลายปีแล้วปัญหาใหญ่ได้รับที่ adcs ส่วนใหญ่ไม่ได้มีสายขึ้นด้วยอินเทอร์เฟซแบบอนุกรมความเร็วสูง ดังนั้นการออกแบบและ adcs ไม่พูดภาษาโดยทั่วไปที่ใช้ประโยชน์จากแบนด์วิดธ์ที่นำมาใช้สามารถให้
โชคดีที่ไม่กี่ปีที่ผ่านมาซึ่งกันและกัน เห็นปัญหานี้และเปิดตัวชุดของมาตรฐานที่อนุญาตให้อุปกรณ์เช่น adcs เพื่อเชื่อมต่อกับการเชื่อมต่อในอุปกรณ์ เช่น นำมาใช้ในการออกแบบ .รุ่นแรก - ปี 2549 - jesd204 3.125 Gbps อินเตอร์เฟซให้นำมาใช้เพื่อแปลงข้อมูล รุ่นที่สองของมาตรฐาน - jesd204a 2008 - เพิ่มการสนับสนุนสำหรับเลนหลายเลนข้อมูลและประสาน ตอนนี้ สามรุ่น jesd204b - มาถึงสามการปรับปรุงสาขาใหม่ สูงกว่าอัตราสูงสุด เลน ( ถึง 12.5 Gbps ต่อช่อง ) สนับสนุน ( deterministic ,และการสนับสนุนสำหรับมอนิกรอบนาฬิกา อุปกรณ์อะนาล็อก
ได้ย้ายได้อย่างรวดเร็วเพื่อปล่อยอุปกรณ์ในมาตรฐานใหม่นี้ เขาได้ประกาศเพียงบิต ad9250 คู่ , 14 , 250msps ADC ที่สนับสนุนมาตรฐาน jesd204b . อุปกรณ์เหล่านี้บรรลุ 70.6dbfs สัญญาณต่อ 185mhz Ain และ 88dbc sfdr ที่ 185mhz ยัง . พวกเขาสนับสนุนช่วงการยืดหยุ่นจาก 14vp-p เพื่อ 2vp-p กับอนาล็อกอินพุตข้อมูลขึ้นบน . พวกเขาจะค่อนข้างประหยัดพลังงาน - ได้รับความจริงที่ว่าพวกเขากำลังผลักดันนำมาใช้อินเทอร์เฟซที่ 711mw รวมพลังงานที่ 250msps ( ทั้งช่อง ) อุปกรณ์ขับเคลื่อนโดย 1.8v อนาล็อก power supply , และพวกเขามีบนภายในอ้างอิงแรงดันไฟฟ้า
adcs ใหม่เหล่านี้สามารถปรับแต่งได้ ( L = 1 , S = 1 , F = 2M = 2 ) – 1 ข้อมูลเลนต่อ ADC ถึง 250msps ส่งผลให้อัตราข้อมูล 5gbps หรือ ( L = 1 , S = 1 , F = 4 , M = 2 ) –แบ่งเลนข้อมูลถึง 125msps ส่งผลให้อัตราข้อมูล 5gbps . ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถนำมาใช้เพื่อสนับสนุนการรวมเลน Super รวดเร็วจาก ADC หรือคุณสามารถมัลติเพล็กซ์ข้อมูลเดียวเลนอย่างรวดเร็วเพื่อแบ่งปันผลผลิตจากหลาย adcs ช้าลงความยืดหยุ่นนี้จะช่วยให้ช่วงของการใช้ประโยชน์จากการเชื่อมต่อที่นำมาใช้เพื่อแปลงข้อมูลที่นำข้อดีของรูปแบบบอร์ดเป็นอย่างมากง่าย , ลดการใช้ขา IO อัตราข้อมูลที่สูงขึ้นและการออกแบบที่แข็งแกร่งมากขึ้น
ad9250 อุปกรณ์ที่มีอยู่ในขณะนี้ และจะเป็นประโยชน์กับทุกคนที่ใช้ระบบการออกแบบ FPGA สำหรับการใช้งาน เช่น อัลตราซาวด์มาตรฐานซึ่งกันและกัน ใช้ประโยชน์จากอุปกรณ์ใหม่ล่าสุดจาก บริษัท เช่นวงจรวงจร - กับรุ่นล่าสุดและนำมาใช้ในการเชื่อมต่อแบบความเร็วที่น่าทึ่งของพวกเขาและประสิทธิภาพ .
ถ้าคุณต้องการที่จะใช้หนึ่ง หรือลองออก
บริษัทกล่าวว่าแพลตฟอร์มการประเมินที่มีอยู่ตอนนี้และมีตัวเลือก FMC interposer บัตรที่จะช่วยให้คุณสามารถเชื่อมต่อคณะกรรมการประเมินผล เพื่อออกแบบวงจรบอร์ด บริษัทสนับสนุนการประเมินแพลตฟอร์มด้วย " วงจรจากแล็บ " ( พิสูจน์เข้า ADC สัญญาณและควบคุมเส้นทาง ) , รูปแบบพฤติกรรมและ adisim ไอบิส และการออกแบบ รวมทั้งการเชื่อมต่อเว็บตัวช่วยสร้าง , ตัวกรอง , OP แอมป์ และตอกบัตรโซลูชั่นบริษัท ยังมีรวยชุดแปลงเป็นศูนย์กลางโปรแกรมบันทึกในหัวข้อ เช่น นาฬิกา , เครือข่าย , กระวนกระวายใจผลข้อมูล และวิธีการทดสอบ
แน่นอน อุปกรณ์อนาล็อกไม่ได้หยุดที่นี่ด้วยการสนับสนุนซึ่งกันและกัน jesd204b เราคาดว่า บริษัท จะยังคงกลิ้งออกแปลงที่สนับสนุนมาตรฐานอาจจะอยู่ในลำดับของความสำคัญของการเพิ่มขีดความสามารถในการใช้พื้นที่ที่พวกเขาสนับสนุน นั่นหมายความว่าน้องวิ้งกี้จะไม่ได้รับ แป้งจี่รุ่นตลอดเวลาเร็ว ๆ นี้ ไปอย่างน่าเสียดาย แต่เราคิดว่าเค้าจะไม่เป็นอะไรกับแบบครัวตารางการเชื่อมต่อแล้ว
การแปล กรุณารอสักครู่..
