高速串行數據收發(fā)器CY7B923/933及應用

串行數據傳輸可實(shí)現長(cháng)距離高速通信，且電纜線(xiàn)少、成本低、安裝方便，在計算機網(wǎng)絡(luò )中得到了廣泛應用，并日趨成為長(cháng)距離數據通信的主要方式。CYPRESS公司的數據收發(fā)器CY7B923/933使用方便、可靠性好，可廣泛用于長(cháng)距離高速點(diǎn)對點(diǎn)串行通信中，如光纖通信設備、工作站與海量存儲互連、視頻點(diǎn)播、語(yǔ)音圖像多媒體傳輸設備及其它長(cháng)距離高速串行通信場(chǎng)合。CY7B923/933性能特點(diǎn)如下：

?適用于Fibre Channel、IBM ESCON、ATM；

?8B/10B編碼傳輸或不編碼直傳，傳輸速為160、330、400Mbps三檔；

?最大傳輸距離（330Mbps的參考值）為：光纖幾千米，同軸電纜150米，屏蔽雙絞線(xiàn)80米，非屏雙絞線(xiàn)40米；

?具有較強的自檢功能；

?單一+5V電源；

?TTL同步I/O。

1 結構原理及功能

圖1是CY7B923的邏輯方塊圖，其功能是將8bit并行TTL輸入數據（D0～D7）轉換為PECL串行差分位流輸出。輸入寄存器用于輸入數據，同序與標準FIFO一致，使能端ENA和ENN可選擇時(shí)鐘上升沿寫(xiě)入數據。輸入數據由編碼器編碼為便于串行鏈路傳輸的8B/10B傳輸碼，由SC/D（專(zhuān)用字/數據）端電平控制，將D0～D7輸入編成數據碼或專(zhuān)用字碼。時(shí)鐘發(fā)生器含有一個(gè)鎖相環(huán)PLL，將發(fā)送器時(shí)鐘CKW（數據按字節輸入的時(shí)鐘）十倍頻形成位時(shí)鐘，驅動(dòng)移位寄存器。移位寄存器將數據變成串行位流，分三路同時(shí)輸出，FOTO可關(guān)閉OUTA和OUTB輸出。自檢邏輯產(chǎn)生通信系統自檢用發(fā)送信號。

圖2 是CY7B933的邏輯方塊圖，其功能是將INA或INB的PECL串行差分輸入位流轉換為8bit并行TTL數據輸出Q7～Q0。時(shí)鐘同步器內嵌鎖相環(huán) PLL跟蹤輸入數據位流的頻率，產(chǎn)生與發(fā)送時(shí)鐘同步的時(shí)鐘。移位寄存器按位接收串行數據，在同步時(shí)鐘作用下將數據按位送往成帖器。成帖器使位流數據正確地為原始數據或專(zhuān)用字，用RVS=H作數據違規或RD（Running Disparity）錯的報錯信號。串/并轉換后的數據從輸出寄存器Q7～Q0并行輸出。

2 工作模式及8B/10B編碼

CY7B923/933有編碼、直傳兩種工作模式及自檢模式，由MODE、BISTEN端信號控制。

2.1 編碼模式

MODE =1，收發(fā)送器工作于8B/10B編碼模式，即8位數據或專(zhuān)用字由7B923編碼為10位的傳輸碼再逐位傳送。10位傳輸碼包括了所有256個(gè)8位組合，這些代碼符合ANSI X3.230（Fibre Channel）及IBM ECSON Channel規范。使用傳輸碼的優(yōu)點(diǎn)是：（1）使傳輸過(guò)程1與0的數目均衡，每個(gè)8B的數據或專(zhuān)用字對應兩個(gè)10B的傳輸碼，用參數RD表征傳輸1及0 的狀況。若1比0多則RD取正值，下一個(gè)字節發(fā)送0的狀況。若1比0多則RD取正值，下一個(gè)字節發(fā)送0比1多的傳輸碼。反之，則RD取負值，下次發(fā)送1比 0多的傳輸碼，這樣可保證傳輸的直流成分接近0，基線(xiàn)漂移減至最??；（2）附加位能保證串行位流中有足夠的躍變，使接收器能從這些躍變中恢復發(fā)送時(shí)鐘；（3）這種編碼大大增加了探測位錯或多位錯的可能性，一些專(zhuān)用字使用獨特的位組合，容易識別，可幫助接收器數據成幀；（4）可用同種編碼傳輸數據或專(zhuān)用字。若為數據，SC/D端應加低電平，編碼使用數據字符集，專(zhuān)用字符包含Fibre Channel、ESCON和其它專(zhuān)用系統以及用于診斷的所有協(xié)議字符。診斷字符可用于測試Fibre Channel等的連接、診斷系統對故障的響應、系統的時(shí)序等。8B數據或專(zhuān)用字編碼為10B傳輸碼通過(guò)查編碼表實(shí)現。對應于RD正負兩種取值，每個(gè)數據或專(zhuān)用字有兩種編碼，發(fā)送器先取正或負值為RD初值，根據要發(fā)送的數據或專(zhuān)用字及當前的RD值，查8B對應的10B代碼即實(shí)際發(fā)送的傳輸碼，并計算該傳輸碼的RD值作為當前值，與下個(gè)要傳送數據共同查表確定下一個(gè)傳輸碼。