[發明專利]一種適用于JESD204B協議中的8B10B編碼器設計方法

在審

• 申請號: 201710776254.6
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107395539A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 李斌;詹靜糠;吳朝暉
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04L25/49
• 分類號: H04L25/49
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及一種8B10B編碼器，具體涉及一種適用于JESD204B協議中的8B10B編碼器設計方法。

背景技術

JESD204B協議采用了主流的Serdes接口技術，并規定Serdes接口采用8B10B的編解碼方法來滿足高速傳輸的要求。8B10B編碼方案主要功能是將8bit數據編碼成10bit數據，在發送數據時可以從1024個10B碼組中挑選出0、1分布盡量平衡的碼組來發送，以維持鏈路的直流平衡，避免了零點漂移；同時，保持發送序列中0和1的最大連續長度不超過5，有利于時鐘的恢復。

與傳統的8B10B編碼不同，JESD204B接口協議中的8B10B編碼具有以下特點：1、數據字符編碼中包括D11.7，D13.7,D14.7,D17.7,D18.7,D20.76個特殊字節。2、8B10B編碼只用了5種控制字符，分別為K28.0、K28.3、K28.4、K28.5、K28.7。

傳統的8B10B編碼實現方法包括直接查表法和純邏輯實現法。直接查表法雖然實現方便，但資源消耗大，編解碼電路的工作速度受到FPGA內部存儲器讀取時間的限制，同時增加了芯片的面積和功耗。純邏輯實現法電路復雜，難度大，同時由于冒險、競爭和延時的存在，使輸出數據抖動嚴重，限制了芯片的最高工作速度。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種適用于JESD204B協議中位于系統數據鏈路層的8B10B編碼器的設計方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案之一實現。

一種適用于JESD204B協議中的8B10B編碼器設計方法，其采用查表法與組合邏輯法相結合的方式來實現8B10B編碼器；8B10B編碼器包括K字節編碼和D字節編碼；將K字節編碼和D字節編碼分開，簡化了編碼表，減少了邏輯處理的層數。其中，K字節編碼采用直接查表法實現；采用加入均衡信息來簡化K字節編碼表，并利用均衡信息和極性信息共同決定K字節編碼結果是否需要翻轉，同時確定K字節編碼輸出極性；編碼錯誤只可能是由于無效K碼的輸入，因此編碼的錯誤檢測位于K字節編碼模塊中，進一步減少了D字節編碼模塊邏輯處理的層數。K字節編碼表及其編碼原理如表1、表2所示。

進一步地，D字節編碼分為3B4B編碼模塊、5B6B編碼模塊和極性計算模塊，采用串行結構，即先進行5B6B編碼，再使用5B6B編碼后的極性進行3B4B編碼；其中，5B6B編碼模塊先在輸入5個字符ABCDE后加I(I＝0)得到ABCDEI6位字符，然后再對這6位字符中的特定位根據設定的編碼表所示規律進行必要的翻轉，得到正確的編碼結果。

進一步地，3B4B編碼模塊先在輸入3個字符FGH后加J(J＝0)得到FGHJ4位字符，然后再對這4位字符中的特定位根據設定的編碼表所示規律進行必要的翻轉，得到正確的編碼結果。

進一步地，極性計算模塊包括5B6B編碼過程中的極性計算和3B4B編碼過程中的極性計算；其中，5B6B編碼過程中的極性計算根據編碼表3中編碼的極性入口信息規律，再據編碼結果是平衡碼還是非平衡碼來決定是否需要翻轉極性；3B4B編碼過程中的極性計算與5B6B編碼過程中的類似；最后根據5B6B編碼的極性結果和3B4B編碼的極性結果共同決定最終的編碼輸出極性。

更進一步，K字節編碼采用直接查表的方法實現。JESD204B協議只用到5個K碼，分別為K28.0、K28.3、K28.4、K28.5、K28.7，且根據極性信息，其編碼結果是按位取反的。本設計采用加入均衡信息來簡化K字節編碼表，并利用均衡信息和極性信息共同決定K字節編碼結果是否需要翻轉。編碼錯誤只可能是由于無效K碼的輸入，因此編碼的錯誤檢測位于K字節編碼模塊中。

更進一步，5B6B編碼模塊先在ABCDE后加I(I＝0)得到ABCDEI6位字符，然后通過從高位到低位的順序，根據編碼表3所示規律，先強制其為1，再強制其為0，最后根據極性信息和輸入5B字符，決定編碼結果是否需要翻轉。

更進一步，3B4B編碼模塊先在FGH后加J(J＝0)得到FGHJ4位字符，然后通過從高位到低位的順序，根據編碼表4所示規律，只需要強制其為1，最后根據5B6B輸出極性和輸入3B字符，決定編碼結果是否需要翻轉。這里需要注意Dx.P7與Dx.A7之間的替換，替換規律為：當5B6B輸出極性為為正且編碼后的e＝i＝0，或者當5B6B輸出極性為為負且編碼后的e＝i＝1。