很多經典的處理器采用了并行的總線架構。比如大家熟知的51單片機就采用了8根并行數據線和16根地址線;CPU的鼻祖——Intel公司的8086微處理器——**初推出時具有16根并行數據線和16根地址線;
現在很多嵌入式系統中多使用的ARM處理器則大部分使用32根數據線以及若干根地址線。并行總線的比較大好處是總線的邏輯時序比較簡單,電路實現起來比較容易;但是缺點也是非常明顯的,比如并行總線的信號線數量非常多,會占用大量的引腳和布線空間,因此芯片和PCB的尺寸很難實現小型化,特別是如果要用電纜進行遠距離傳輸時,由于信號線的數量非常多,使得電纜變得非常昂貴和笨重。 高速數字接口原理與測試;貴州數字信號測試修理
需要注意的是,采用8b/10b編碼方式也是有缺點的,比較大的缺點就是8bit到10bit的編碼會造成額外的20%的編碼開銷,所以很多10Gbps左右或更高速率的總線不再使用8b/10b編碼方式。比如PCIe1.0和PCIe2.0的總線速率分別為2.5Gbps和5Gbps,都是采用8b/10b編碼,而PCle3.0、PCle4.0、PCle5.0的總線速率分別達到8Gbps、16Gbps和32Gbps,并通過效率更高的128b/130b的編碼結合擾碼的方法來實現直流平衡和嵌入式時鐘。另一個例子是FibreChannel總線,1xFC、2xFC、4xFC、8xFC的數據速率分別為1.0625Gbps、2 . 125Gbps,4 . 25Gbps 、8 . 5Gbps,都是采用8b/10b編碼,而16xFC 、32xFC 的數據速率分別 為14.025Gbps和28.05Gbps,采用的是效率更高的64b/66b編碼方式。64b/66b編碼在 10G和100G以太網中也有廣泛應用。貴州數字信號測試修理數字信號的抖動(Jitter);
數字信號的帶寬(Bandwidth)
在進行數字信號的分析和測試時,了解我們要分析的數字信號的帶寬是很重要的一點,它決定了我們進行電路設計時對PCB走線和傳輸介質傳輸帶寬的要求,也決定了測試對儀表的要求。
數字信號的帶寬可以大概理解為數字信號的能量在頻域的一個分布范圍,由于數字信號不是正弦波,有很多高次諧波成分,所以其在頻域的能量分布是一個比較復雜的問題。
傳統上做數字電路設計的工程師習慣根據信號的5次諧波來估算帶寬,比如如果信號的數據速率是100Mbps,其快的0101的跳變波形相當于50MHz的方波時鐘,這個方波時鐘的5次諧波成分是250MHz,因此信號的帶寬大概就在250MHz以內。這種方法看起來很合理,因為5次諧波對于重建信號的基本波形形狀是非常重要的,但這種方法對于需要進行精確波形參數測量的場合來說就不太準確了。比如同樣是50MHz 的信號,如果上升沿很陡接近理想方波,其高次諧波能量就比較大;而如果上升沿很緩接近 正弦波,其高次諧波能量就很小。
我們經常使用到的總線根據數據傳輸方式的不同,可以分為并行總線和串行總線。
并行總線是數字電路中早也是普遍采用的總線結構。在這種總線上,數據線、地址線、控制線等都是并行傳輸,比如要傳輸8位的數據寬度,就需要8根數據信號線同時傳輸;如果要傳輸32位的數據寬度,就需要32根數據信號線同時傳輸。除了數據線以外,如果要尋址比較大的地址空間,還需要很多根地址線的組合來不同的地址空間。圖1.7是一個典型的微處理器的并行總線的工作時序,其中包含了1根時鐘線、16根數據線、16根地址線以及一些讀寫控制信號。 什么是模擬信號?數字信號?
為了提高信號在高速率、長距離情況下傳輸的可靠性,大部分高速的數字串行總線都會采用差分信號進行信號傳輸。差分信號是用一對反相的差分線進行信號傳輸,發送端采用差分的發送器,接收端相應采用差分的接收器。圖1.13是一個差分線的傳輸模型及真實的差分PCB走線。
采用差分傳輸方式后,由于差分線對中正負信號的走線是緊密耦合在一起的,所以外界噪聲對于兩根信號線的影響是一樣的。而在接收端,由于其接收器是把正負信號相減的結果作為邏輯判決的依據,因此即使信號線上有嚴重的共模噪聲或者地電平的波動,對于的邏輯電平判決影響很小。相對于單端傳輸方式,差分傳輸方式的抗干擾、抗共模噪聲能力 提高。 數字信號幅度測試的定義;貴州數字信號測試修理
什么是數字信號(DigitalSignal);貴州數字信號測試修理
時間偏差的衡量方法。由于信號邊沿的時間偏差可能是由于各種因素造成的,有隨機的噪聲,還有確定性的干擾。所以這個時間偏差通常不是一個恒定值,而是有一定的統計分布,在不同的應用場合這個測量的結果可能是用有效值(RMS)衡量,也可能是用峰-峰值(peak-peak)衡量,更復雜的場合還會對這個時間偏差的各個成分進行分解和估計。因此抖動的精確測量需要大量的樣本以及復雜的算法。對抖動進行衡量和測量時,需要特別注意的是,即使對于同一個信號,如果用不同的方法進行衡量,得到的抖動測量結果也可能不一樣,下面是幾種常用的抖動測量項目。貴州數字信號測試修理