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DAC1653Q/DAC1658Q
Quad 16-bit DAC: 10 Gbps JESD204B interface: x2, x4 and x8 interpolating
Advance data sheet
DAC1653Q; DAC1658Q © IDT 4/4/14. All rights reserved.
Advance data sheet Rev. 2.3.1 — 6/5/14 162 of 165
16. CONTENTS
1 General description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Features and benefits. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
3 Applications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
4 Ordering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
5 Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
6 Pinning information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
6.1 Pinning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
6.2 Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
7 Limiting values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
8 Thermal characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
9 Static characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
9.1 Common characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
9.2 Specific characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
10 Dynamic characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
11 Application information . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
11.1 General description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
11.2 Device operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
11.2.1 SPI configuration block . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
11.2.1.1 Protocol description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
11.2.1.2 SPI controller configuration . . . . . . . . . . . . . . . 32
11.2.1.3 SPI register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
11.2.1.4 Double buffering and Transfer mode . . . . . . . . 33
11.2.1.5 Device description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
11.2.1.6 SPI timing description - 4 wires mode . . . . . . . 34
11.2.1.7 SPI timing description - 3 wires mode . . . . . . . 36
11.2.2 Power up sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
11.2.3 Main device configuration and SPI Start-up Sequence
38
11.2.3.1 SPI start-up sequence example. . . . . . . . . . . . 39
11.2.4 Interface DAC DSP block . . . . . . . . . . . . . . . . 39
11.2.4.1 Input data format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
11.2.4.2 Finite Impulse Response (FIR) filters . . . . . . . 40
11.2.4.3 Single Side Band Modulator (SSBM). . . . . . . . 43
11.2.4.4 40-bit NCO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
11.2.4.5 NCO low power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
11.2.4.6 Minus 3dB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
11.2.4.7 Phase correction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
11.2.4.8 Inverse sin(x) / x . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
11.2.4.9 Digital gain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
11.2.4.10 Auto-mute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
11.2.4.11 Digital offset adjustment. . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
11.2.5 Signal detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
11.2.5.1 Level detector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
11.2.5.2 Signal Power Detector (SPD) . . . . . . . . . . . . . 54
11.2.5.3 IQ Range (IQR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
11.2.6 Pin RF_ENABLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
11.2.7 Analog core of the DAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
11.2.7.1 Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
11.3 Overall Latency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
11.4 Analog quad DAC core . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
11.4.1 Regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
11.4.2 Full-scale current adjustment . . . . . . . . . . . . . 61
11.5 Analog output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
11.5.1 DAC1658Q: High common-mode output voltage 61
11.5.2 DAC1653Q: Low common-mode output voltage 62
11.6 Auxiliary DACs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
11.7 Temperature sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
11.8 Multiple Device Synchronization (MDS); JESD204B
subclass I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
11.8.1 Non-deterministic latency of a system . . . . . . 65
11.8.2 JESD204B system clocks and SYSREF clock 65
11.8.3 MDS implementation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
11.8.3.1 Capturing the SYSREF signal. . . . . . . . . . . . . 69
11.8.3.2 Aligning the LMFCs and the data . . . . . . . . . . 70
11.8.3.3 Monitoring the MDS process. . . . . . . . . . . . . . 72
11.8.3.4 Adding adjustment offset. . . . . . . . . . . . . . . . . 72
11.8.3.5 Selecting the SYSREF input port . . . . . . . . . . 72
11.8.3.6 MDS script example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
11.9 Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
11.9.1 Events monitored . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
11.9.2 Enabling interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
11.9.3 Digital Lane Processing (DLP) interrupt controller 75
11.9.4 JESD204B physical and logical lanes. . . . . . . 76
11.9.5 RX Digital Lane Processing (DLP) . . . . . . . . . 78
11.9.5.1 Lane polarity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
11.9.5.2 Scrambling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
11.9.5.3 Lane swapping and selection . . . . . . . . . . . . . 79
11.9.5.4 Word locking and Code Group Synchronization (CGS)
80
11.9.5.5 SYNC configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
11.9.5.6 SYNC common mode voltage configuration . . 82
11.9.5.7 SYNC output swing configuration . . . . . . . . . . 82
11.9.5.8 Initial-lane alignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
11.9.5.9 Character replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
11.9.5.10 Sample assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
11.9.5.11 Resynchronization over links . . . . . . . . . . . . . 84
11.9.5.12 Symbols detection monitoring and error handling 84
11.9.6 Monitoring and test modes . . . . . . . . . . . . . . . 85
11.9.6.1 Flag counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
11.9.6.2 Sample Error Rate (SER) . . . . . . . . . . . . . . . . 86
11.9.6.3 PRBS test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
11.9.6.4 JTSPAT test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
11.9.6.5 DLP strobe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
11.9.7 IO-mux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
11.10 JESD204B PHY receiver . . . . . . . . . . . . . . . . 89
11.10.1 Lane input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
11.10.2 Equalizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
11.10.3 Deserializer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
11.10.4 Low Serial Input Data Rate . . . . . . . . . . . . . . . 91
11.10.5 PHY test mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
11.11 Output interfacing configuration . . . . . . . . . . . 93
11.11.1 DAC1658Q: High common-mode output voltage 93
11.11.2 DAC1653Q: Low common-mode output voltage 94
11.12 Design recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . 95