新聞中心

推動串行互連革命

作者:美國國家半導(dǎo)體 時間:2004-08-14 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  構(gòu)成現(xiàn)代系統(tǒng)的關(guān)鍵基礎(chǔ),因此串行器/解串器 (SerDes) 的選擇可以對系統(tǒng)成本和性能產(chǎn)生很大的影響。盡管傳統(tǒng)的基于數(shù)據(jù) 的SerDes 是為適迎合面向字節(jié)(byte-oriented)、基于數(shù)據(jù)包(packet-based)的總線而設(shè)計,但許多電信應(yīng)用使用其他總線格式。這使得將SerDes技術(shù)設(shè)計到這些系統(tǒng)中變得很困難。本文概述了 SerDes 的體系結(jié)構(gòu),并且顯示說明某一個體系結(jié)構(gòu)如何特別適用于電信信號處理系統(tǒng)。

SerDes 體系結(jié)構(gòu):概覽

  并聯(lián)時鐘 SerDes 將并行寬總線串行化為多個差分信號對,傳送與數(shù)據(jù)并聯(lián)的時鐘。這些 SerDes 比較便宜,可以在通常需要同時使用多個 SerDes 的應(yīng)用中,通過電纜或背板有效地擴展寬總線。

圖 1. DS90CR217 21位通道鏈路(channel-link)并聯(lián)時鐘串行器

Input latch

輸入閂鎖

Mux

多路復(fù)用器

  8b/10b SerDes 將每個數(shù)據(jù)字節(jié)映射到 10 位代碼,然后將其串行化為單一信號對。10 位代碼是這樣定義的:為接收器時鐘恢復(fù)提供足夠的轉(zhuǎn)換,并且保證直流平衡(發(fā)送相等數(shù)量的“1”和“0”)。這些屬性使 8b/10b SerDes 能夠在有損耗的互連和光纖電纜上能夠以較少的信號失真高速運行。

圖 2. 8b/10b 串行器方框圖

Input latch

輸入閂鎖

Mux

多路復(fù)用器

8b/10b serializer

8b/10b 串行器

LVDS or CML

LVDS 或 CML

Input latch

輸入閂鎖

8b/10b encoder

8b/10b 編碼器

Mux

多路復(fù)用器

Value(decimal)

值(十進制)

Value(binary)

值(二進制)

10-bit code

10 位代碼

Alternate code

可選代碼

K28.5 special code

K28.5 特殊代碼

Comma

逗號

  位交錯 SerDes 將多個輸入串行流中的位匯聚為更快的串行信號對。此類型的 SerDes 以最少的布線將吞吐量最大化。

圖 3. 位交錯串行器方框圖。

Bit interleave SerDes

位交錯 SerDes

Input latch

輸入閂鎖

Mux

多路復(fù)用器

  嵌入式時鐘位(又稱為 開始-停止)SerDes
 

Input latch

輸入閂鎖

Mux

多路復(fù)用器


圖 4. DS92LV18 18 位總線 LVDS 嵌入式時鐘為串行器

  嵌入式時鐘位體系結(jié)構(gòu)可以將數(shù)據(jù)總線和時鐘串行化為一個串行信號對。兩個時鐘位,一低一高,在每個時鐘循環(huán)中內(nèi)嵌入串行數(shù)據(jù)流,對每個串行化字(word)的開始和結(jié)束成幀(因此,為可選替代的名稱為“開始-結(jié)束位”SerDes),并且在串行流中創(chuàng)建立定期的上升邊沿。由于有效負載夾在嵌入式時鐘位之間,因此數(shù)據(jù)有效負載字寬度并不限定于字節(jié)的倍數(shù)。實際上,10 和 18 位總線的產(chǎn)品已面世。 

 

Period embedded clock transition

定期嵌入式時鐘位轉(zhuǎn)換

圖 5. 定期嵌入式時鐘位轉(zhuǎn)換。

  加電之后,接收器自動搜索定期嵌入式時鐘的上升邊沿。由于數(shù)據(jù)有效負載的數(shù)據(jù)位會隨著時間的推移而更改值,但是時鐘位不隨時間發(fā)生更改,因此接收器能夠定位獨特的時鐘邊沿并與其保持同步。鎖定之后,接收器從串行流中恢復(fù)數(shù)據(jù),而不管有效負載數(shù)據(jù)模式如何。這種自動同步功能通常稱為“鎖定到隨機數(shù)據(jù)”,并且無需外部系統(tǒng)干預(yù)。在接收器位于不受系統(tǒng)直接控制的遠程模塊的系統(tǒng)中,以及其中一個發(fā)送器廣播至多個接收器的系統(tǒng)中,這是一種特別有用的功能。在廣播情況下,插入總線的新接收器模塊將鎖定到隨機數(shù)據(jù),無需通過發(fā)送培訓(xùn)模式或字符來中斷到其他接收器的。

 

Transmitter

發(fā)送器

Receiver

接收器

Hot insertion

熱插入

圖 6. 在熱插入期間接收器自動鎖定到隨機數(shù)據(jù)。

寬松的時鐘要求
 
  大多數(shù) SerDes 依靠嚴格控制發(fā)送和接收時鐘的抖動來實現(xiàn)鎖定和鎖定監(jiān)測。然而,嵌入式時鐘位接收器對輸入的嵌入式時鐘上升邊沿進行同步,并且僅在初始同步期間才需要接收器參考時鐘,以防止鎖定至假諧波。這可以將發(fā)送和參考時鐘的抖動要求寬松至少一個數(shù)量級。實際上,接收器參考時鐘只需在發(fā)送時鐘頻率的



關(guān)鍵詞: 串行互連 無線 通信

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉
×

报名截止时间 12月22日
Let's do--DIY 液体流量检测仪让喝水更有乐趣,快来报名吧!