數(shù)字信號并行總線與串行總線(Parallel and Serial Bus)

雖然隨著技術的發(fā)展，現(xiàn)代的數(shù)字芯片已經集成了越來越多的功能，但是對于稍微復雜  一點的系統(tǒng)來說，很多時候單獨一個芯片很難完成所有的工作，這就需要和其他芯片配合起  來工作。比如現(xiàn)在的CPU的處理能力越來越強，很多CPU內部甚至集成了顯示處理的功  能，但是仍然需要配合外部的內存芯片來存儲臨時的數(shù)據(jù)，需要配合橋接芯片擴展硬盤、 USB等接口；現(xiàn)代的FPGA內部也可以集成CPU、DSP、RAM、高速收發(fā)器等，但有些  場合可能還需要配合用的DSP來進一步提高浮點處理效率，配合額外的內存芯片來擴展  存儲空間，配合用的物理層芯片來擴展網口、USB等，或者需要多片F(xiàn)PGA互連來提高處  理能力。所有這一切，都需要用到相應的總線來實現(xiàn)多個數(shù)字芯片間的互連。如果我們把  各個功能芯片想象成人體的各個功能，總線就是血脈和經絡，通過這些路徑，各個功能  模塊間才能進行有效的數(shù)據(jù)交換和協(xié)同工作。 數(shù)字信號的時鐘分配（Clock Distribution）;中國澳門數(shù)字信號測試維保

這種并/串轉換方法由于不涉及信號的編解碼，結構簡單，效率較高，但是需要收發(fā)端進行精確的時鐘同步以控制信號的復用和解復用操作，因此需要專門的時鐘傳輸通道，而且串行信號上一旦出現(xiàn)比較大的抖動就會造成串/并轉換的錯誤。

因此，這種簡單的并/串轉換方式一般用于比較關注傳輸效率的芯片間的短距離互連或者一些光端機信號的傳輸中。另外，由于信號沒有經過任何編碼，信號中可能會出現(xiàn)比較長的連續(xù)的0或者連續(xù)的1,因此信號必須采用直流耦合方式，收發(fā)端一旦存在比較大的共?；虻卦肼暎瑫乐赜绊懶盘栙|量，因此這種并/串轉換方式用于電信號傳輸時或者傳輸速率不太高(通常<1Gbps),或者傳輸距離不太遠(通常<50cm)的場合。 中國澳門數(shù)字信號測試維保什么是數(shù)字信號(DigitalSignal)；

抖動的頻率范圍。抖動實際上是時間上的噪聲，其時間偏差的變化頻率可能比較  快也可能比較慢。通常把變化頻率超過10Hz以上的抖動成分稱為jitter,而變化頻率低于  10Hz的抖動成分稱為wander(漂移)。wander主要反映的是時鐘源隨著時間、溫度等的緩  慢變化，影響的是時鐘或定時信號的***精度。在通信或者信號傳輸中，由于收發(fā)雙方都會  采用一定的時鐘架構來進行時鐘的分配和同步，緩慢的時鐘漂移很容易被跟蹤上或補償?shù)簦?因此wander對于數(shù)字電路傳輸?shù)恼`碼率影響不大，高速數(shù)字電路測量中關心的主要是高  頻的jitter。

采用前向時鐘的總線因為有專門的時鐘通路，不需要再對數(shù)據(jù)進行編解碼，所以總線效率一般都比較高。還有一個優(yōu)點是線路噪聲和抖動對于時鐘和數(shù)據(jù)線的影響基本是一樣的(因為走線通常都在一起),所以對系統(tǒng)的影響可以消除到小。

嵌入式時鐘的電路對于線路上的高頻抖動非常敏感，而采用前向時鐘的電路對高頻抖動的敏感度就相對小得多。前向時鐘總線典型的數(shù)據(jù)速率在500Mbps～12Gbps.

在前向時鐘的拓撲總線中，時鐘速率通常是數(shù)據(jù)速率的一半(也有采用1/4速率、1/10或其他速率的),數(shù)據(jù)在上下邊沿都采樣，也就是通常所說的DDR方式。使用DDR采樣的好處是時鐘線和數(shù)據(jù)線在設計上需要的帶寬是一樣的，任何設計上的局限性(比如傳輸線的衰減特性)對于時鐘和數(shù)據(jù)線的影響是一樣的。

前向時鐘在一些關注效率、實時性，同時需要高吞吐量的總線上應用比較，比如DDR總線、GDDR總線、HDMI總線、Intel公司CPU互連的QPI/UPI總線等。 傳統(tǒng)的數(shù)字信號帶寬計算；

為了提高信號在高速率、長距離情況下傳輸?shù)目煽啃裕蟛糠指咚俚臄?shù)字串行總線都會采用差分信號進行信號傳輸。差分信號是用一對反相的差分線進行信號傳輸，發(fā)送端采用差分的發(fā)送器，接收端相應采用差分的接收器。圖1.13是一個差分線的傳輸模型及真實的差分PCB走線。

采用差分傳輸方式后，由于差分線對中正負信號的走線是緊密耦合在一起的，所以外界噪聲對于兩根信號線的影響是一樣的。而在接收端，由于其接收器是把正負信號相減的結果作為邏輯判決的依據(jù)，因此即使信號線上有嚴重的共模噪聲或者地電平的波動，對于的邏輯電平判決影響很小。相對于單端傳輸方式，差分傳輸方式的抗干擾、抗共模噪聲能力 提高。 什么是模擬信號？數(shù)字信號？上海數(shù)字信號測試信號完整性測試

數(shù)字信號是離散的。它的幅度被限制在一個確定的值。中國澳門數(shù)字信號測試維保

要把并行的信號通過串行總線傳輸，一般需要對數(shù)據(jù)進行并/串轉換。為了進一步減少傳輸線的數(shù)量和提高傳輸距離，很多高速數(shù)據(jù)總線采用嵌入式時鐘和8b/10b的數(shù)據(jù)編碼方式。8b/10b編碼由于直流平衡、支持AC耦合、可嵌入時鐘信息、抗共模干擾能力強、編解碼結構相對簡單等優(yōu)點，在很多高速的數(shù)字總線如FiberChannel、PCIe、SATA、USB3.0、DisplayPort、XAUI、RapidIO等接口上得到廣泛應用。圖1.20是一路串行的2.5Gbps的8b/10b編碼后的數(shù)據(jù)流以及相應的解碼結果，從中可以明顯看到解出的K28.5等控制碼以及相應的數(shù)據(jù)信息。中國澳門數(shù)字信號測試維保

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