答題 | 高速串行簡(jiǎn)史（一）：信號(hào)、接口、協(xié)議及總線

評(píng)分:3分

并行總線相對(duì)于串行總線,1,占用比較多IO口,浪費(fèi)資源,增加芯片體積,不利于小型化。2,并行總線有嚴(yán)格的時(shí)序要求,不好控制。3,并行總線布線困難,占用太大面積

評(píng)分:3分

@ Unbox

并行總線相對(duì)于串行總線:1,信號(hào)定義多,連接線纜多,占用IO口太多。2,并行總線有嚴(yán)格的時(shí)鐘和信號(hào)的時(shí)序要求。3,并行總線不適合長(zhǎng)距離傳輸和高速率傳輸,串?dāng)n和時(shí)序無法得到保證。

評(píng)分:3分

1,并行總線的信號(hào)線多,不利于布局布線,增加板子空間; 2,并行總線考慮建立,保持時(shí)間要求,隨頻率增加建立保持時(shí)間裕量越發(fā)越小,受干擾影響很容易不滿足要求,也就是總線頻率很難做高;

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1,并行信號(hào)需要的信號(hào)線根數(shù)多 2,并行信號(hào)由于串?dāng)_等影響,速率不會(huì)很高

評(píng)分:2分

并行信號(hào)相對(duì)串行信號(hào)有如下不足:1.通道信號(hào)線數(shù)目較多,占用板上的布線空間。2.相對(duì)于串行的低壓差分信號(hào),并行電壓振幅較大,芯片功耗大。3.并行的數(shù)據(jù)和時(shí)鐘分離,對(duì)時(shí)序要求較高,數(shù)據(jù)速率不能做的太高。4.容易受外界噪聲、電磁輻射的干擾。

評(píng)分:3分

并行信號(hào)之于串行信號(hào),唯一的區(qū)別就是多比特同傳,因而產(chǎn)生了:更多的布線/連接線的空間需求;在高波特率下可能的一致性要求:驅(qū)動(dòng)器,信道的時(shí)域/頻域一致性;密集信號(hào)線間的串?dāng)_隔離需求。 但是,并行信號(hào)本質(zhì)上就是串行信號(hào)的聚合,串行信號(hào)物理層能采用的技術(shù),比如差分,加重/均衡/鏈路訓(xùn)練,CDR等等,都可以在并行信號(hào)中采用;此時(shí)需要額外考慮的是如何完成信號(hào)間一致性的信息收集與恢復(fù)和數(shù)據(jù)的拆分聚合。 為低成本,低延遲設(shè)計(jì)的單端、隨路時(shí)鐘的并行信號(hào)對(duì)為高吞吐,簡(jiǎn)化互聯(lián)設(shè)計(jì)的高速差分信號(hào),自然存在串?dāng)_,EMI,布線空間,等長(zhǎng)/SKEW等等問題。

評(píng)分:3分

并口不足之處:1.占用太多接口,2.需要時(shí)鐘來統(tǒng)一步調(diào),3.容易受干擾,一路數(shù)據(jù)出錯(cuò),全部作廢。

評(píng)分:3分

最大缺點(diǎn)就是線多,線多帶來時(shí)序約束多,功耗高,串?dāng)_多,占地面積大等諸多問題。

評(píng)分:3分

1,高速串口不需要傳時(shí)鐘來同步數(shù)據(jù)流,沒有時(shí)鐘周期性的沿變,頻譜不會(huì)集中,所以噪聲干擾少。通過數(shù)據(jù)流的沿變可以直接用PLL恢復(fù)出時(shí)鐘,再用恢復(fù)的時(shí)鐘采集數(shù)據(jù)流。不傳時(shí)鐘可以降低功耗,減少噪聲。 2,所有高速串口都采用差分總線傳輸,外界噪聲同時(shí)加載到并行傳輸?shù)膬蓷l差分線上,相減之后可以抵消,對(duì)外部噪聲的抵抗能力強(qiáng)。 3,沒有時(shí)鐘skew問題,因?yàn)樗揪蜎]有同步時(shí)鐘,不存在時(shí)鐘和數(shù)據(jù)流的對(duì)齊問題。只需要保證差分信號(hào)線是對(duì)齊的就行,因?yàn)椴罘中盘?hào)線的值總是相反,相關(guān)性強(qiáng),易控制。 4,線少,干擾少。串行傳輸一般就4根數(shù)據(jù)線,分成Rx兩根差分線和Tx兩根差分線,差分線總是往相反方向跳,可以抵消各自的跳變?cè)肼?這種噪聲可以被Rx的負(fù)極性以相反的跳變直接抵消掉,總的噪聲為0,根絕了內(nèi)部噪聲。 另外,串行采用差分信號(hào),CDR,信道均一化等技術(shù)使得信號(hào)質(zhì)量得到保障。串口的特性和應(yīng)用場(chǎng)景,決定了它更加適合采用一些可以提高單根信道速率的設(shè)計(jì)方法,這些方法用在并口上并不合適。 綜上,串口傳輸?shù)母鞣N優(yōu)勢(shì)使得其內(nèi)外噪聲皆免疫,又沒有信號(hào)對(duì)齊之憂,可以以極高的速率傳輸。這種速率,并行傳輸是根本做不到的,更不要說串行傳輸還能節(jié)省大量引腳。

評(píng)分:3分

數(shù)據(jù)率高時(shí)候會(huì)出現(xiàn)串?dāng)_嚴(yán)重,功耗比較大,emi和emc難做,并且并行的成本因素要考慮,先用較大物理面積等

評(píng)分:2分

并行總線相對(duì)于串行總線,1,信號(hào)種類會(huì)很多,連接比較臃腫,占用比較多IO口。2,并行總線有嚴(yán)格的時(shí)鐘周期。3,并行總線不適合長(zhǎng)距離傳輸,適合短距離傳輸和低頻傳輸

評(píng)分:3分

并行信號(hào)最大的缺陷就是需要很多的信號(hào)線來組成傳輸通道。每根信號(hào)線都必須準(zhǔn)確無誤,有一根出問題就會(huì)導(dǎo)致故障。打個(gè)比方,運(yùn)送零件大型設(shè)備,并行信號(hào)就好比多輛貨車,每輛車運(yùn)送一些零件,大家按一定的時(shí)間要求送到目的地才能裝配出完整的設(shè)備,一輛車出故障就會(huì)導(dǎo)致無法完成組裝。而串行信號(hào)就好比火車,正常情況下一輛車就可以把所有零件運(yùn)送完畢,而且不會(huì)出現(xiàn)問題。

評(píng)分:3分

傳輸速度上不去 占用空間大

@ Vincent

評(píng)分:2分

并行總線想比與串行總線,有以下缺點(diǎn):串?dāng)_大,時(shí)序不好控制,布線面積大,占用活多引腳資源,功耗也大

@ Ben

評(píng)分:3分

1、時(shí)序余量減小增加了多路同步的難度;2、工作頻率提高增加了多路信號(hào)的串?dāng)_;3、并行總線需要的IO接口多,功耗大,同步開關(guān)噪聲多,系統(tǒng)更復(fù)雜。4、信號(hào)反射使點(diǎn)到多點(diǎn)的傳輸方式存愛嚴(yán)重的信號(hào)質(zhì)量問題等等。

@ Jamie

評(píng)分:3分

并行信號(hào)的不足在于:資源占用多,布線空間更大,相對(duì)成本高;并且抗干擾能力不好;時(shí)序要求高。 隨著技術(shù)的發(fā)展,時(shí)鐘頻率越來越高,并行導(dǎo)線之間的相互干擾越來越嚴(yán)重。

@ ly

評(píng)分:3分

并行信號(hào)相對(duì)于串行信號(hào),主要有以下的先天不足之處:【1】、并行物理連接多、需要很多信號(hào)線才組成傳輸路徑,每根信號(hào)線務(wù)必準(zhǔn)確無誤。雖然每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量多,但是并行抗干擾差?！?】、通信成本高:每位傳輸要求一個(gè)單獨(dú)的信道支持;因此如果一個(gè)字符包含8個(gè)二進(jìn)制位,則并行傳輸要求8個(gè)獨(dú)立的信道的支持;【3】、由于信道之間的電容感應(yīng),遠(yuǎn)距離傳輸時(shí),可靠性較低?！?】、占用引腳資源較多,功耗較大,也不利于PCB小型化和降低控制板成本?！?】、并行的高速信號(hào)線之間還會(huì)出現(xiàn)串?dāng)_問題,影響信號(hào)完整性?！?】、并行方式主要用于近距離通信,不適合遠(yuǎn)距離通信。計(jì)算機(jī)內(nèi)的總線結(jié)構(gòu)就是并行通信的例子。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快,處理簡(jiǎn)單。并行通信是把一個(gè)字符的各數(shù)位用幾條線同時(shí)進(jìn)行傳輸,傳輸速度快,信息率高。但它比串行通信所用的電纜多,故常用在傳輸距離較短(幾米至幾十米)、數(shù)據(jù)傳輸率較高的場(chǎng)合。

@ 龍鳳呈祥

評(píng)分:3分

1'首先是走線多,占用空間大,走線要求高2'需要單獨(dú)傳一路時(shí)鐘,時(shí)序問題,對(duì)齊'同步問題比較難控制3'傳輸速率受限,不適合長(zhǎng)距離傳輸,抗干擾能力差4'需要的IO口多,功耗也大。