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0赞1 MGT : Multi Gigabit Transceivers
DJ : Deterministic Jitter
RJ : Random Jitter
PMA : Physical Media Attachment
PCS : Physical Coding Sublayer
OOB : Out-Of-Band
UI:A unit interval, also referred to as a bit time, is the time taken in a data stream for one bit.For example, in a serial line with a baud rate of 2.5 Gbit/s, a unit interval is 1/(2.5 Gbit/s) = 0.4 ns/bit.
2 8B/10B编码
8b/10b编码是目前高速数据传输接口或总线常用的编码方式,该编码技术的基本精神很简单,就是将8个位经过映射的机制转化为10个位的字码,但是平衡了位流中0与1的数量,这就是8b/10b编码的根本目的“直流平衡(DC Balance)”。当高速串行流的逻辑1或逻辑0有多个位没有产生变化时,信号的转换就会因为电压位阶的关系而造成信号错误,直流平衡的最大好处便是可以克服以上问题。
80年代IBM发表该论文时,正是预期到光纤技术的应用实现而针对高速局域网以及计算机链接所研发的传输码。事隔多年,8b/10b 编码竟摇身一变成为高速串行总线的主要编码方式,这也许是当时所始料未及的。
8b/10b编码方式存在着一个极为有趣的特色,其总输出位数是10个位,其中位0与位1出现的次数只有三种情况,分别是“5个位0与5个位1”、“4个位0与6个位1”、“6个位0与4个位1”。
有一个8b/10b编码的技术专用语“不均等性(Disparity)”,其涵义就是指10个位中位0与位1出现次数的差。换句话说, 8b/10b编码的“Disparity”就仅有“+2”(4个位0与6个位1)、“+0”(5个位0与5个位1)以及“-2”(6个位0与4个位1)三种情况。
8B/10B编码出了数据码之外,还定义了控制码(Control Characters,也叫K Code)。文献上看到的D.x.y和K.x.y分别是这两种码的表示方式。常见控制码如K23.7,K28.5等。
由于高速串行流是连续地将数据从发送端往接收端逐次地传输过去,每一个数据的编码会随着前面送出数据不停累积“不均等性”的状态而产生正确的位映射关系,所以这个依靠做为判断的状态就被称为“Running Disparity”(RD,极性偏差)。实际上可以将它视为一个判断标志(Flag),因此“Running Disparity”也仅会出现两种状态,分别是“+1”与“-1”,分别代表位1比位0多或位0比位1多。如此一来,整个冗长数据串的编码就可以被限制在约定的范围之内。
3 预加重处理技术
语音和图像信号低频段能量大,高频段信号能量明显小;而鉴频器输出噪声的功率谱密度随频率的平方而增加(低频噪声小,高频噪声大。这种分布是采用预加重技术的理论基础),造成信号的低频信噪比很大,而高频信噪比明显不足,使高频传输困难。
调频收发技术中,通常采用预加重和去加重技术来解决这一问题。
预加重(Pre-emphasis):发送端对输入信号高频分量的提升。
去加重(De-emphasis) :解调后对高频分量的压低。
很多信号处理都使用这个方法,对高频分量电平提升(预加重)然后调制、传输,解调时对高频分量衰减(去加重)。假设信号高频分量为10,解调后引入的噪声为1,那么还原出来信号高频段信噪比为10:1;如果在调制前对信号的高频分量提升,假设提升为20,经解调后引入的噪声为1,此时信噪比是20:1,但是此时的高频分量是被提升了的,在对高频分量进行衰减的同时,噪声也被衰减,如果将信号高频分量衰减还原到原来的10,则噪声就会被降低到0.5。
4 comma detect
8B/10B编码含有特殊的码,叫做comma,用来对齐接收的串行数据。(8-bit/10-bit encoding contains a character called the comma(b00111111 or b11000000), which is used by the comma detect circuit to align the received serial data back to its original byte boundary).
5 SERDES(SERializer/DESerializer)
并串行与串并行转换器,串化器/并化器 A device that serializes output from, and deserializes input to, a business machine.
一种(信号)转换设备,对商业计算机的输出(信号)进行并串行(串行化)转换,而对其输入(信号)进行串并行(解串)转换。。
6 通道绑定 Channel bonding
通道绑定是指将多个串行通道组合在一起构成一个并行通道,以此来提高收发的数据吞吐率。由于每个通道在收发器互连、时钟再生和数据接收延迟上各不相同,会使接收到的数据产生“错位”的情况,因此要在发送端数据流中加入一个特殊的序列--通道绑定序列,如图中的“P”字符。每个绑定通道都设定“P”字符为通道绑定序列,在接收端指定一个通道为主通道,其余通道都依据主通道的CHBONDO有效指示进入绑定状态,进而锁定本通道在ElasticBuffer中接收到通道绑定序列的位置。由ElasticBuffer向内部逻辑电路输出数据时,所有经过绑定的通道都以绑定序列指定的ElasticBuffer中的偏移位置进行对齐输出。通道绑定完成后,为了使绑定维持在稳定状态,各通道收发器也要以主通道收发器为基准进行时钟修正操作。
7 scrambler 扰频器 /descrambler
A device or software program that encrypts data for security purposes.
scramble : To encode (encrypt) data in order to make it indecipherable without having a secret key to "unlock" it. The term came from the early days of cryptography which camouflaged analog transmissions with secret frequency patterns. Today, the 0s and 1s of digital data are rearranged into different sequences.
8 XAUI
XAUI接口(读作“Zowie”),其中的“AUI”部分指的是以太网连接单元接口(Ethernet Attachment Unit Interface)。“X”代表罗马数字10,它意味着每秒万兆(10Gbps)。XAUI被设计成一个接口扩展器,它扩展的接口就是XGMII(与介质无关的万兆接口)。XGMII是一个74位信号宽度的接口(发送与接收用的数据路径各占32位),可用于把以太网MAC层与物理层(PHY)相连。在大多数典型的以太网MAC和PHY相连的、芯片对芯片的应用中,XAUI可用来代替或者扩展XGMII。
XAUI是一种从1000Base-X万兆以太网的物理层直接发展而来的低针数、自发时钟串行总线。XAUI接口的速度为1000Base-X 的2.5倍。通过调整4根串行线,这种4bit的XAUI接口可以支持万兆以太网10倍于千兆以太网的数据吞吐量。
XAUI使用与1000Base-X同样的8B/10B传输编码,并通过印刷电路板上的铜线等常用介质提供高质量的完整数据。XAUI还包括其他一些优势:由于采用自发时钟,所以产生的电磁干扰(EMI)极小;具有强大的多位总线变形补偿能力;可实现更远距离的芯片对芯片的传输;具备较强的错误检测和故障隔离功能;功耗低,能够将XAUI输入/输出集成到CMOS中等。
许多零部件厂商都已经宣布在自己的独立芯片、专用集成电路(ASIC)芯片、甚至FPGA(可编程门阵列)中提供XAUI接口能力。万兆以太网的XAUI技术与其他主要的工业标准是相同或相当的,如InfinaBand、万兆光纤通道以及通用的铜线和光纤主干互连等,这一点可以确保万兆互连技术能够在健康有序的市场竞争中,以低廉的的成本提供出色的产品。