关于速度的渴求一直在增加,传输速率每隔几年就会加倍。这一趋势在比方核算、SAS和SATA存储方面的PCIe以及云核算中的千兆以太网等许多现代通讯体系中很遍及。信息革新对经过传输介质传送数据提出了巨大应战。现在的传输介质依然依赖于铜线,数据链路中的信号速率可以抵达大于25Gbps,而且端口吞吐量可以大于100Gbps。
这些串行数据传输规划运用差分信号的方法,经过被称为差分对的一对铜线来传送数据。A线路和B线路内的信号是等振幅、反相位高速脉冲。差分信号在许多电路上有运用,比方LVDS,CML和PECL等等。
传送一个抱负的串行比特流
串行比特流是经过一个差分对传达的差分信号。如图1所示,差分信号的估计抵达时刻是相同的,这样的话,它们在接纳端上坚持差分信号的特色(等振幅、反相位)。一个接纳器被用来康复信号,然后正确地采样和康复数据,然后完成无误差数据传输。
图1:抱负差分对的电气特色
关于差分对的要求
一个杰出规划差分对是成功进行高速数据传输的关键因素。依据使用的不同,差分对可以是一对印刷电路板 (PCB) 走线,一对双绞线或一对共用绝缘和屏蔽的并行线(一般称为Twin-axial电缆)。在这一系列中,我将评论差分对的特色,以及针对高速数据传输的规划问题和处理计划。
在这一系列的榜首部分中,让咱们研究一下差分对的首要要求:
A线路和B线路都需求坚持适当稳定和持平的特性阻抗,一般称为奇模阻抗,此刻两条线路均差分鼓励。
差分信号应该在抵达意图端时坚持差分信号的特色:简直持平的振幅和相反的相位。
每条线路的插入损耗应该大致持平。
每条线路的传达推迟应该大致持平。
总归,咱们应该寻求持平而且适当稳定的奇模阻抗,然后最大极限地削减从源端到意图端整条差分对长度上的阻抗动摇。咱们也应当使A线路与B线路之间的推迟匹配和插入损耗匹配。此外,咱们需求保证插入损耗不会太多,这样的话,接纳器可以正确地康复数据。
为了满意上述要求,A线路和B线路应该在它们的物理布局布线中坚持高对称。发射器和接纳器也应该在它们的A和B线路电路中坚持高对称,这样的话,它们在A线路和B线路上的电气负载持平。
规划差分对,以最大极限地削减失真
在抱负状况下,差分对是彻底对称的,此刻具有无限带宽而且附近信号之间彻底阻隔。在实践状况下,差分信号经过集成电路 (IC) 封装、外部器材、不同的PCB结构、衔接器和电缆衔接子体系进行传达。完成彻底对称的差分对是件不太简单的工作。在今后的博文中,我将评论差分对规划的计划,以及最大极限削减发射信号失真的技能。
德州仪器 (TI) 具有完好的高速信号调度IC产品线,比方重定时器(Retimer)和驱动器(Redriver)。它们在处理一切类型实践差分对规划时碰到的不抱负状况,和高插入损耗状况大有协助,然后在现代体系中完成了牢靠数据通讯并延长了传输间隔。