多芯片同步技术解决措施
多芯片同步技术解决措施
AD/DA在多芯片的应用中，主要存在两种形式的同步偏差：系统固定偏差和器件分频偏差。
系统固定偏差主要由AD/DA多板间的系统时钟片间分配偏差、AD/DA模拟通道的偏差、单板上的PCB时钟走线偏差、器件工艺偏差等导致，这些偏差可以通过固定延迟补偿来修正。
器件分频偏差主要由AD/DA上电时内部分频器的状态不确定造成。芯片数字部分的工作时钟为系统时钟的1/N，理论上就会出现N种相位偏差。
AD/DA片间、板间通道需要借助硬同步和软同步两种方式来进行修正。
- 硬同步
芯片系统时钟采样同步信号SYSREF，产生片内全局复位信号使各分频时钟回到初始状态，数字功能模块也回到清零状态：如FIFO、NCO、数字滤波器等。
时钟送入AD器件后首先经过预分频模块选择1/2/4/8分频得到采样时钟，可选择时钟相位调整模块进行单周期、半周期或精细延迟，然后产生片内模拟部分、数字部分所需的各种分频时钟。当开启同步功能并采到同步信号后，对各分频时钟进行相位初始化并产生各种时钟域的复位信号对各功能模块进行同步分频，保证芯片内部在同步信号的触发后工作在确定状态。
由于对同步信号进行采样存在亚稳态风险，因此硬同步后片间可能会存在一个采样周期的偏差，需要再采用软同步进行保证。 - 软同步
软同步使用TDC功能测量出外部SYSREF和硬同步后片内产生的SYNC_DATA同频信号之间的距离，多芯片同步时以该值作为修正参考。
采用硬同步和软同步后芯片内的状态进行了描述，具体流程为：
- 配置芯片内部SYNC_DATA频率与SYSREF相同；
- 一次或多次SYSREF触发后，关闭SYSREF硬触发，片内产生全局复位信号，各种时钟域复位，硬同步完成，芯片进入监控模式只接收SYSREF但不再硬同步；
- 各芯片均匀在全局复位信号后固定延时产生SYNC_DATA;
- TDC测量出外部SYSREF与内部SYNC_DATA的距离；
- 读取各芯片TDC的数据，通过比较芯片间的差值或统一的阈值相比较后进行延迟调整（时钟延迟、数据延迟）实现同步。
- 相位一致性难点解决措施
在解决多芯片同步关键技术前提下，硬件设计保证接收通道模拟信号输入走线等长和尽量短，参考时钟和同步信号进行每个芯片的走线等长，发射通道保证模拟输出信号走线等长，参考时钟和同步信号进每个芯片的走线等长。
同时，确保A/B相应模拟信号，参考时钟和同步信号等长以保证A板和B板间的相位一致性。
同步技术和硬件设计保证可以解决板间一致性的难点。
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