高速串行接口特征與應用
在當今移動應用的寬范圍內,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實現速度,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出的存儲器結構。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/84711.htm盡管目標和特定環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,其好處包括:降低噪聲發射,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設計者了解有關高速串行口技術的應用特征與選擇要領至關重要,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切換開關產品
*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量形成挑戰。HDMI不只局限于板卡上的信號傳送,它同時更關注不同器材間的信號傳送。在長距離纜線的傳輸上,信號質量通常都會受到衰減而變差。另外,當系統設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切換開關采用整合型均衡器(16dB)及解預強(9.5dB)技術,確保HDMI信號達到最長的傳輸和接收距離并減低字符串擾。
*舉例應用
完全兼容HDMI 1.3應用的MAX3814電纜均衡器/驅動器,以輕松實現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至36m;將FR4電路板的數據傳輸距離延長至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;關斷模式下關閉輸出。
2、PCI總線始于數據采集系統的應用
外圍組件互連(PCI)總線是當今使用的最為廣泛的內部計算機總線之一。通常會發現在臺式計算機上有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應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,這對于在惡劣環境下的工業應用來說是一個重要的特性。近年來出現了一些對PCI總線的改進。現在,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。另外一個技術標準,稱為PCI-X,允許高達133MHz的傳輸速率。
通過保持這些設備專門針對通用信號,來保證所提供的基于PCI的數據采集設備與目前所有的改進的PCI協議兼容。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并行總線正在被采用高速串行技術的PCI-Express取代,而它的最新標準支持的數據率已經到5Gb/S,一個U1的寬度僅200ps。而PXl是一種專為工業數據采集與自動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業特性。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版PCI總線架構,在硬件模塊易于裝卸的前提下提供優秀的機械整合性。
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