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高速串行总线知多少…

纵观整个电子行业,制造商和其他公司推出的串行总线标准以满足市场和客户提出的多样化的需求。这些标准的关键性目标是在某一个体系框架内,…

纵观整个电子职业,制造商和其他公司推出的串行总线规范以满意商场和客户提出的多样化的需求。这些规范的要害性方针是在某一个体系结构内,由不同制造商出产的设备可以彼此通用。每个规范是由一个管理机构、委员会和工作组,树立规划和测验要求。表1列出一些要害串行规范。
表1:重要的串行总线规范

每个规范界说了产品有必要契合规范的要求,包括电气、光学、机械、互连等等。管理机构建议规范化测验,来查验产品是否能经过规范要求。这些测验可能会详细到了指定详细的测验设备。规范不断发展,因而参数规范不断的修正。有必要坚持现在对产品的测验和规范的要求共同。

我参加许多规范安排并在不同的工作组中和其他公司一道,协助管理机构拟定有用的测验进程和契合性测验流程。

在这份文档中,咱们会说到以下三个规范。泰克公司作为工作组的一员,参加到这些规范的拟定中。

SATA

SATA接口是一个规范的串行存储接口,广泛运用于在今日的台式机和其他核算渠道。开始的速率只用 1.

5Gbps,但最近更新到 3.0Gbps 的第二代规范,现已进入商场。下一代规范规则速率是 6Gbps,部分规范正在业界拟定中。
图1.SATA总线的机械结构

像 许多串行规范,S A T A 接口选用低电压差分信号(LVDS)和8b/10b编码。数据在发射端和接纳端之间选用全双工的数据通道,分别由一条发送通道(Tx)和一条接纳通道 (Rx)组成。SATA 接口选用了扩频时钟(SSC)嵌入式时钟办法,不供给独自的参阅时钟传送给接纳端。

PCI Express

PCI Express现已替代PCI成为大多数芯片到芯片级的运用或电路板传输和电缆衔接中体系中运用。PCIe 是一个高度可扩展的架构,供给从1到16条全双工的PCIe衔接。在多通道运用,数据流依据现有可用通道的状况而拆分,一同在多个通道上传输。最快的 PCIe 运用通常是图画处理运用,经过 16条高速通道,在体系芯片组和图形处理器之间传输高分辨率的图形数据。图2描绘了 PCI Express 架构。
图2.PCI Express架构

第一代的每条通道传输速率是 2.5Gbps,第二代 PCIe2.0供给5Gbps的速率。很快第三代PCI Express供给8Gbps 的传输速率。PCIe 不只选用嵌入的时钟,还将参阅时钟传输到接纳端作为 PLL 参阅时钟。

HDMI

高清多媒体接口(HDMI)是第一个专为满意消费文娱体系商场而推出的串行总线规范。HDMI接口树立在十分成功的数字视频接口(DVI)之上,并延伸了更多功用,集成了更多的文娱设备,如大屏幕、高清电视和家庭影院体系。图 3 描绘了 HDMI 接口架构。
图3.HDMI架构

HDMI 是一个单向传输的架构,从源端向接纳端传送高分辨率视频和多声道音频。该规范界说了三个高速串行数据通道,依据显现分辨率,传输速率从250 Mbps到3.4 Gbps 不等。为了寻求更高的数据速率和更高的分辨率,在机械部分规范界说了 Type B 型衔接器,将两个 HDMI 接口并联,产生了最大吞吐量为 6.8Gbps 的数据流。

尽管大多数高速串行规范依托 LVDS 信号格局和 8b/10b编码,但HDMI接口运用的是过渡时刻最小化差分信号(TMDS),以削减链接上信号的跳变,然后削减电磁搅扰(EMI) 。

HDM 接口选用了参阅时钟的规划,时钟频率为数据率的十分之一。低速串行总线 (I2C总线),称为DDC的总线,在源端和接纳端进行装备和辨认时进行双向信号传输。

串行总线结构的基本要素

一切的串行总线结构遵从一个多层模型,正如图 4 所示。物理层有电气子层和逻辑子层构成。本文首要评论的是电气子层上所进行的共同性测验
图4.速串行总线分层模型

许多高速串行规范的电气子层有如下关键:

◆差分信号传输,供给杰出抗搅扰才能

◆8b/10b 编码减小 EMI,改进信号完整性

◆嵌入式时钟和参阅时钟一同运用

◆经过扩频时钟进一步减小时钟的 EMI 问题

◆典型的丈量包括颤动、起伏、差分对间延时、上升 /下降时刻和共模电压

◆规范和测验需求跟着规范不断发展而演进
表 2:串行总线构架要素总结

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