下冰雹 · 2023年08月31日

Serdes系列02: 怎么判断CDR成功lock

Serdes RX通过CDR的PD(数字鉴相器)来提取相位信息,然后调整DCO(数字压控振荡器)的输出相位来实现数字时钟恢复,如图1所示。一般判断CDR成功lock的方法一般下面几步:

image.png

1、直接计数法 

当CDR从复位状态转到工作状态时,由CDR输出时钟CLK_OUT或输入的参考时钟REFCLK作为计数器时钟开始计数,当计数器达到门限即认为CDR振荡已经稳定。这样做的好处是算法简单,但不同条件下CDR电路达到稳定的计数门限不好把握:如果门限取太小,则可能出现虚假的CDR lock结论;如果门限太大,则等待时间较长,影响系统使用;甚至出现严重的误判,那就是CDR根本就不会稳定,但计数器满后,误报CDR lock。因此直接计数法具有较大的局限性。

2、借助鉴相器件输出UP/DOWN判断 

CDR电路中包含PD(数字鉴相器)模块,一般PD模块会同时处理并行多bit数据,然后计算出多个UP/DOWN,通过投票得出最终的UP/DOWN两个信号。UP/DOWN分别表示REF_CLK比DIV_CLK相位领先或者落后。从CDR起振到稳定,一般UP/DOWN有这样的规律:UP/DOWN交替为1变化达到一定次数,然后达到稳定状态UP=0、DOWN=0,然后较长时间之后才开始再有UP=1或者DOWN=1。相比直接计数法,借助UP/DOWN判断CDR稳定的方法 更加准确,确保CDR已经达到稳定状态。但复杂应用环境,UP/DOWN判断算法设计会比较复杂。

3、借助LPF输出CW信号判断 

数字CDR中,LPF输出CW来控制DCO。开始工作之后,CW会随之增大,趋于稳定时会出现振荡,然后会逐步收敛并最终趋于稳定。因此,CW的振荡变化就成了判断CDR lock的因素。所以CDR的lock条件可以设定为LPF的输出CW在一定幅度内波动。这个幅度可以人为设置。相对于前两种判决方式,这种方法判断结果更准确,算法较为简单。

End

作者:越过山丘
文章来源:IC的世界

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