摘要: 串行傳輸技術具有更高的傳輸速率和更低的設計成本, 已成為業(yè)界首選, 被廣泛應用于高速通信領域。提出了一種新的高速串行傳輸接口的設計方案, 改進了Aurora 協(xié)議數(shù)據(jù)幀格式定義的弊端, 并采用高速串行收發(fā)器Rocket I/O, 實現(xiàn)數(shù)據(jù)率為2.5 Gbps的高速串行傳輸。關鍵詞: 高速串行傳輸; Rocket I/O; Aurora 協(xié)議
為促使FPGA 芯片與串行傳輸技術更好地結合以滿足市場需求, Xilinx 公司適時推出了內嵌高速串行收發(fā)器RocketI/O 的Virtex II Pro 系列FPGA 和可升級的小型鏈路層協(xié)議———Aurora 協(xié)議。Rocket I/O支持從622 Mbps 至3.125 Gbps的全雙工傳輸速率, 還具有8 B/10 B 編解碼、時鐘生成及恢復等功能, 可以理想地適用于芯片之間或背板的高速串行數(shù)據(jù)傳輸。Aurora 協(xié)議是為專有上層協(xié)議或行業(yè)標準的上層協(xié)議提供透明接口的第一款串行互連協(xié)議, 可用于高速線性通路之間的點到點串行數(shù)據(jù)傳輸, 同時其可擴展的帶寬, 為系統(tǒng)設計人員提供了所需要的靈活性[4]。但該協(xié)議幀格式的定義存在弊端,會導致系統(tǒng)資源的浪費。本文提出的設計方案可以改進Aurora 協(xié)議的固有缺陷,提高系統(tǒng)性能, 實現(xiàn)數(shù)據(jù)率為2.5 Gbps 的高速串行傳輸, 具有良好的可行性和廣闊的應用前景。
標簽：
Rocket
2.5
高速串行
收發(fā)器
上傳時間：
2013-10-13
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RS-232-C 是PC 機常用的串行接口,由于信號電平值較高,易損壞接口電路的芯片,與TTL電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL 電路連接。本產(chǎn)品(轉接器),可以實現(xiàn)任意電平下(0.8~15)的UART串行接口到RS-232-C/E接口的無源電平轉接, 使用非常方便可靠。
什么是RS-232-C 接口？采用RS-232-C 接口有何特點？傳輸電纜長度如何考慮？答： 計算機與計算機或計算機與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。 在串行通訊時，要求通訊雙方都采用一個標準接口，使不同 的設備可以方便地連接起來進行通訊。 RS-232-C接口（又稱 EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970 年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、 調制解調器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標準。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設備（DTE）和數(shù)據(jù)通訊設備（DCE）之間串行二進制數(shù)據(jù)交換接口技術標準”該標準規(guī)定采用一個25 個腳的 DB25 連接器，對連接器的每個引腳的信號內容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。(1) 接口的信號內容實際上RS-232-C 的25 條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用3-9 條引線。(2) 接口的電氣特性 在RS-232-C 中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關系。即：邏輯“1”，-5— -15V；邏輯“0” +5— +15V 。噪聲容限為2V。即 要求接收器能識別低至+3V 的信號作為邏輯“0”，高到-3V的信號 作為邏輯“1”(3) 接口的物理結構 RS-232-C 接口連接器一般使用型號為DB-25 的25 芯插頭座,通常插頭在DCE 端,插座在DTE端. 一些設備與PC 機連接的RS-232-C 接口,因為不使用對方的傳送控制信號,只需三條接口線,即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號地”。所以采用DB-9 的9 芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。(4) 傳輸電纜長度由RS-232C 標準規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長度應為50 英尺，其實這個4%的碼元畸變是很保守的，在實際應用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實際使用中最大距離會遠超過50 英尺，美國DEC 公司曾規(guī)定允許碼元畸變?yōu)?0%而得出附表2 的實驗結果。其中1 號電纜為屏蔽電纜，型號為DECP.NO.9107723 內有三對雙絞線，每對由22# AWG 組成，其外覆以屏蔽網(wǎng)。2 號電纜為不帶屏蔽的電纜。
2. 什么是RS-485 接口？它比RS-232-C 接口相比有何特點？答： 由于RS-232-C 接口標準出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點：（1） 接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL 電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL 電路連接。（2） 傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps。（3） 接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式， 這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。（4） 傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50 英尺，實際上也只能 用在50 米左右。針對RS-232-C 的不足，于是就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標準，RS-485 就是其中之一，它具有以下特點：1. RS-485 的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2—6） V 表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（2—6）V 表示。接口信號電平比RS-232-C 降低了，就不易損壞接口電路的芯片， 且該電平與TTL 電平兼容，可方便與TTL 電路連接。2. RS-485 的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps3. RS-485 接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強，即抗噪聲干擾性好。4. RS-485 接口的最大傳輸距離標準值為4000 英尺，實際上可達 3000 米，另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1 個收發(fā)器， 即單站能力。而RS-485 接口在總線上是允許連接多達128 個收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS-485 接口方便地建立起設備網(wǎng)絡。因RS-485 接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點就使其成為首選的串行接口。 因為RS485 接口組成的半雙工網(wǎng)絡，一般只需二根連線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485 接口連接器采用DB-9 的9 芯插頭座，與智能終端RS485接口采用DB-9（孔），與鍵盤連接的鍵盤接口RS485 采用DB-9（針）。3. 采用RS485 接口時，傳輸電纜的長度如何考慮？答： 在使用RS485 接口時，對于特定的傳輸線經(jīng)，從發(fā)生器到負載其數(shù)據(jù)信號傳輸所允許的最大電纜長度是數(shù)據(jù)信號速率的函數(shù)，這個 長度數(shù)據(jù)主要是受信號失真及噪聲等影響所限制。下圖所示的最大電纜長度與信號速率的關系曲線是使用24AWG 銅芯雙絞電話電纜（線 徑為0.51mm），線間旁路電容為52.5PF/M，終端負載電阻為100 歐 時所得出。（曲線引自GB11014-89 附錄A）。由圖中可知，當數(shù)據(jù)信 號速率降低到90Kbit/S 以下時，假定最大允許的信號損失為6dBV 時， 則電纜長度被限制在1200M。實際上，圖中的曲線是很保守的，在實 用時是完全可以取得比它大的電纜長度。 當使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長度是不相同的。例 如：當數(shù)據(jù)信號速率為600Kbit/S 時，采用24AWG 電纜，由圖可知最 大電纜長度是200m，若采用19AWG 電纜（線徑為0。91mm）則電纜長 度將可以大于200m； 若采用28AWG 電纜（線徑為0。32mm）則電纜 長度只能小于200m。
標簽：
232
RS
串行接口
電平
上傳時間：
2013-10-11
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