前言
在很多無線或者有線的系統應用中，都需要器件的接收端能夠和鏈路的發送端的頻率做跟隨。通常的實現方案都是通過將SERDES的恢復時鐘引到芯片外部，然后通過一個cleanup PLL過濾抖動，然后同時再生出低相位抖動的跟隨時鐘，然后將此時鐘作為SERDES的參考時鐘。其典型場景如下：

圖1 傳統頻率跟隨方案

但這類解決方案，對于要求做頻率跟隨的接口非常多的應用如POS接口，顯然是非常不合適的。XILINX的7系列SERDES發送側的PI(Phase Interpolator)功能，給這類應用場景提供了非常完美的解決方案。

XILINX SERDES發送側PI功能介紹

XILINX的7系列SERDES的發送方向的結構圖如下：

圖2 7系列SERDES發送方向結構圖

這個PI模塊能夠根據要求對SERDES的發送串行時鐘進行插相處理以達到對頻率進行調整。利用這個功能，如果我們能以發送側的時鐘和接收端的恢復時鐘的偏移作為依據，對SERDES的發送串行時鐘進行調整，那么我們所需要的頻率跟隨功能就將實現。基本實現框圖如下：

圖3 XILINX 7系列SERDES的頻率跟隨方案基本框圖

PICXO IP介紹

針對圖2所示的系統結構，XILINX提供了一個完整IP解決方案，詳細情況可以參閱XAPP589( )。PICXO IP的框圖如下：

圖4 PICXO 框圖

PICXO IP的關鍵是其提供的DPLL功能。此IP提供了豐富的配置接口，方便用戶生成自己需要的環路濾波帶寬。也提供了Hold功能，以滿足某些需要Holdover功能的場景應用。

圖5 PICXO的配置接口

通過調整DPLL的參數（G1，G2，R，V，ACC_STEP，DIVCNT_TC），可以生成各種帶寬的數字低通濾波器。下圖就是各種配置下的抖動傳遞函數。

圖6 PICXO的抖動傳遞函數

性能測試結果

采用XILINX 7系列SERDES提供的PI功能，能滿足目前通訊應用中的大部分頻率跟隨應用。以常見的POS接口和OTUe2接口測試為例，其都能滿足要求。下面的附圖為OC-192的測試結果：

圖7 PI功能演示圖1

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圖8 PI功能演示圖2

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圖9 OC-192應用下的發送抖動測試

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圖10 OC-192應用下的接收抖動容忍測試

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圖11 OC-192應用下的接收抖動傳遞函數測試

后記

得益于XILINX的QPLL和PI的優良性能，給大家在需要做頻率跟隨時提供了一個非常有競爭力的解決方案。成本，單板面積以及功耗都能面面兼顧。目前已經在大型設備商得到大規模應用。