高速串行接口特征與應(yīng)用

　　在當今移動應(yīng)用的寬范圍內(nèi)，高速串行接口取代并行拓撲結(jié)構(gòu)。當今很多公用互連標準(如USB，PCIExpress)都是基于串行傳輸來實現(xiàn)速度，物理緊密度和鏈路些韌性，廣泛提供給用戶，如筆記本電腦顯示互連、高速背板互連和呈現(xiàn)出的存儲器結(jié)構(gòu)。

　　盡管目標和特定環(huán)境中性能的最佳化不同，但高速串行互連都采用少量基本元件。主要的是靠采用不同信令實現(xiàn)，其好處包括：降低噪聲發(fā)射，使信號幅度降低，從而降低所需信號功率量。

　　作為一個微控制器系統(tǒng)設(shè)計者了解有關(guān)高速串行口技術(shù)的應(yīng)用特征與選擇要領(lǐng)至關(guān)重要，值此本文將作分析說明。需要說明的是常見的HDMI／DVI連接、桌上型電腦、移動PC、服務(wù)器、存儲、PC擴展卡與嵌入式系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等均離不開高速串行總化線與橋接器接口。

　　1、解決串行高速信號傳輸難題HDMI切換開關(guān)產(chǎn)品

　　*隨著HDMll.3標準的推出，其3.3Gbps的高速傳輸速率對信號傳輸質(zhì)量形成挑戰(zhàn)。HDMI不只局限于板卡上的信號傳送，它同時更關(guān)注不同器材間的信號傳送。在長距離纜線的傳輸上，信號質(zhì)量通常都會受到衰減而變差。另外，當系統(tǒng)設(shè)置上需要多個信號源或多個接收終端時，串音干擾也是一個問題。通常，當DVI／HDMI信號以1．65Gbps速度通過25m長的24AWG線纜傳送時，會造成15dB-16dB的信號失真，這一失真足以導(dǎo)致信號傳送失敗。針對這一問題，如美信與百利通的HDMI切換開關(guān)采用整合型均衡器(16dB)及解預(yù)強(9.5dB)技術(shù)，確保HDMI信號達到最長的傳輸和接收距離并減低字符串擾。

　　*舉例應(yīng)用

　　完全兼容HDMI 1.3應(yīng)用的MAX3814電纜均衡器／驅(qū)動器,以輕松實現(xiàn)HDMI／DVI連接提供15dB損耗補償并可吸收連接器反射，見圖1所示。

　　MAX3814均衡器／驅(qū)動器能夠補償電纜及電路板的信號損失，并且吸收連接器反射,以極低價格提供所有功能。這款小尺寸、5mmx 5mm器件可以直接放置在HDMI／DVI接口處，為長電纜或電路板引線提供高達15dB的損耗補償。為了吸收連接器反射，可以選擇大電流輸出以便使用背向終端匹配電阻。MAX3814非常適合VGA、SVGA、XGA和UXGA計算機分辨率，以及480P、720p、1080i和1080pHDTV分辨率。完全兼容HDMI 1.3應(yīng)用。

　　其HDMI擴展器/均衡器特征為：將28AWG HDMI電纜的數(shù)據(jù)傳輸離延長至36m；將FR4電路板的數(shù)據(jù)傳輸距離延長至2m；增加15dB(最大值)的損耗補償裕量。

　　其HDMI電纜驅(qū)動器特征為：兼容于HDMI和DVI標準的輸出；可選擇大電流模式，以便使用吸收輸出反射的終端匹配電阻；關(guān)斷模式下關(guān)閉輸出。

　　2、PCI總線始于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用

　　外圍組件互連(PCI)總線是當今使用的最為廣泛的內(nèi)部計算機總線之一。通常會發(fā)現(xiàn)在臺式計算機上有3個或更多的PCI插槽。PCI總線的廣泛使用使得它成為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的首要選擇。另一方面，PCI提供了高速的傳輸，理論帶寬的速度可達1056Mbits／s。因此，那些需要高速數(shù)據(jù)流盤應(yīng)用的客戶可能喜歡使用PCI而不是一些其他的總線選擇。如NI公司針對PCI提供了多功能的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，并且具有多種采樣速率(高達1.25MS／s)且并行采樣速率高達10MS／s。PCI也提供閉鎖連接器，這對于在惡劣環(huán)境下的工業(yè)應(yīng)用來說是一個重要的特性。近年來出現(xiàn)了一些對PCI總線的改進?，F(xiàn)在，一些PCI插槽提供32位傳輸，而另外一些的傳輸數(shù)據(jù)速率高達66MHz。甚至PCI板卡需要的電源也有所改不同，一些需要5V，而另外的則僅需要3.3V。另外一個技術(shù)標準，稱為PCI-X，允許高達133MHz的傳輸速率。

　　通過保持這些設(shè)備專門針對通用信號，來保證所提供的基于PCI的數(shù)據(jù)采集設(shè)備與目前所有的改進的PCI協(xié)議兼容。此外，如NI公司，M系列下一代數(shù)據(jù)采集設(shè)備在PCI上實現(xiàn)了高性能的16位或18位數(shù)據(jù)采集。

　　2.1基于PCI的 PXl模塊化儀器平臺

　　需指出的是，傳統(tǒng)的33M PCI并行總線正在被采用高速串行技術(shù)的PCI-Express取代，而它的最新標準支持的數(shù)據(jù)率已經(jīng)到5Gb/S，一個U1的寬度僅200ps。而PXl是一種專為工業(yè)數(shù)據(jù)采集與自動化應(yīng)用度身定制的模塊化儀器平臺，具備機械、電氣與軟件等多方面的專業(yè)特性。PXl(PCIextensionsforlnstrumentation)充分利用了當前最普及的臺式計算機高速標準結(jié)構(gòu)-PCI。PXl規(guī)范是CompactPCI規(guī)范的擴展。CompactPCI定義了封裝堅固的工業(yè)版PCI總線架構(gòu)，在硬件模塊易于裝卸的前提下提供優(yōu)秀的機械整合性。