高速串行接口特征與應用

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

　　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(shí)現，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(gè)微控制器系統設計者了解有關(guān)高速串行口技術(shù)的應用特征與選擇要領(lǐng)至關(guān)重要，值此本文將作分析說(shuō)明。需要說(shuō)明的是常見(jiàn)的HDMI／DVI連接、桌上型電腦、移動(dòng)PC、服務(wù)器、存儲、PC擴展卡與嵌入式系統及數據采集系統等均離不開(kāi)高速串行總化線(xiàn)與橋接器接口。

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

　　*隨著(zhù)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。HDMI不只局限于板卡上的信號傳送，它同時(shí)更關(guān)注不同器材間的信號傳送。在長(cháng)距離纜線(xiàn)的傳輸上，信號質(zhì)量通常都會(huì )受到衰減而變差。另外，當系統設置上需要多個(gè)信號源或多個(gè)接收終端時(shí)，串音干擾也是一個(gè)問(wèn)題。通常，當DVI／HDMI信號以1．65Gbps速度通過(guò)25m長(cháng)的24AWG線(xiàn)纜傳送時(shí)，會(huì )造成15dB-16dB的信號失真，這一失真足以導致信號傳送失敗。針對這一問(wèn)題，如美信與百利通的HDMI切換開(kāi)關(guān)采用整合型均衡器(16dB)及解預強(9.5dB)技術(shù)，確保HDMI信號達到最長(cháng)的傳輸和接收距離并減低字符串擾。

　　*舉例應用

　　完全兼容HDMI 1.3應用的MAX3814電纜均衡器／驅動(dòng)器,以輕松實(shí)現HDMI／DVI連接提供15dB損耗補償并可吸收連接器反射，見(jiàn)圖1所示。

　　MAX3814均衡器／驅動(dòng)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(jià)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(cháng)電纜或電路板引線(xiàn)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應用。

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

　　其HDMI電纜驅動(dòng)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(xiàn)始于數據采集系統的應用

　　外圍組件互連(PCI)總線(xiàn)是當今使用的最為廣泛的內部計算機總線(xiàn)之一。通常會(huì )發(fā)現在臺式計算機上有3個(gè)或更多的PCI插槽。PCI總線(xiàn)的廣泛使用使得它成為數據采集系統的首要選擇。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，那些需要高速數據流盤(pán)應用的客戶(hù)可能喜歡使用PCI而不是一些其他的總線(xiàn)選擇。如NI公司針對PCI提供了多功能的數據采集設備，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)應用來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的特性。近年來(lái)出現了一些對PCI總線(xiàn)的改進(jìn)?，F在，一些PCI插槽提供32位傳輸，而另外一些的傳輸數據速率高達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(gè)技術(shù)標準，稱(chēng)為PCI-X，允許高達133MHz的傳輸速率。

　　通過(guò)保持這些設備專(zhuān)門(mén)針對通用信號，來(lái)保證所提供的基于PCI的數據采集設備與目前所有的改進(jìn)的PCI協(xié)議兼容。此外，如NI公司，M系列下一代數據采集設備在PCI上實(shí)現了高性能的16位或18位數據采集。

　　2.1基于PCI的 PXl模塊化儀器平臺

　　需指出的是，傳統的33M PCI并行總線(xiàn)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據率已經(jīng)到5Gb/S，一個(gè)U1的寬度僅200ps。而PXl是一種專(zhuān)為工業(yè)數據采集與自動(dòng)化應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(zhuān)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構-PCI。PXl規范是CompactPCI規范的擴展。CompactPCI定義了封裝堅固的工業(yè)版PCI總線(xiàn)架構，在硬件模塊易于裝卸的前提下提供優(yōu)秀的機械整合性。