高速并行總線的工作原理及其具體類型是一個涉及硬件技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹?fù)雜話題。以下是對高速并行總線工作原理的概述以及幾種常見的高速并行總線的介紹。
高速并行總線的工作原理
高速并行總線的工作原理主要涉及多個數(shù)據(jù)通道的同時(shí)傳輸。與串行總線相比,并行總線在同一時(shí)間內(nèi)能夠傳輸多個數(shù)據(jù)位,從而提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省_@種并行傳輸方式通常通過一組數(shù)據(jù)線來實(shí)現(xiàn),每條線傳輸數(shù)據(jù)的一個位(bit)。為了確保數(shù)據(jù)的同步和完整性,還可能需要額外的控制線和時(shí)鐘信號線。
并行總線的工作原理可以概括為以下幾個步驟:
- 數(shù)據(jù)分割 :發(fā)送端將數(shù)據(jù)按照一定的位寬分割成多個數(shù)據(jù)位,每個數(shù)據(jù)位通過不同的數(shù)據(jù)線同時(shí)傳輸。
- 同步控制 :使用時(shí)鐘信號或其他同步機(jī)制來確保接收端能夠正確地接收和重組這些并行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位。
- 傳輸與接收 :數(shù)據(jù)在并行總線上同時(shí)傳輸,接收端則同時(shí)接收這些數(shù)據(jù)位,并按照一定的規(guī)則進(jìn)行重組,以恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。
- 錯誤檢測與校正 :在傳輸過程中,可能會遇到噪聲、干擾等問題,導(dǎo)致數(shù)據(jù)出錯。因此,并行總線通常需要實(shí)現(xiàn)某種形式的錯誤檢測與校正機(jī)制,以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
高速并行總線的類型
高速并行總線有多種類型,每種類型都有其特定的應(yīng)用場景和優(yōu)勢。以下是一些常見的高速并行總線:
- PCI(Peripheral Component Interconnect)總線
- 簡介 :PCI總線是早期計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中廣泛使用的一種并行總線標(biāo)準(zhǔn)。它采用32位或64位數(shù)據(jù)傳輸,具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率和即插即用等特性。
- 特點(diǎn) :支持多個設(shè)備同時(shí)連接,具有高速緩存技術(shù),提高了數(shù)據(jù)傳輸速度。然而,隨著技術(shù)的發(fā)展,PCI總線逐漸被更先進(jìn)的總線標(biāo)準(zhǔn)所取代。
- AGP(Advanced Graphics Port)總線
- DDR(Double Data Rate)總線
- 簡介 :DDR總線是一種用于內(nèi)存模塊的高速并行總線標(biāo)準(zhǔn)。DDR總線通過在時(shí)鐘信號的上升沿和下降沿都傳輸數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了雙倍的數(shù)據(jù)傳輸速率。
- 特點(diǎn) :DDR總線具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率和較低的功耗,廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)內(nèi)存系統(tǒng)中。隨著技術(shù)的發(fā)展,DDR總線已經(jīng)發(fā)展到了多個版本(如DDR2、DDR3、DDR4等),每個版本都在前一代的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化。
- 其他高速并行總線
從第一代DDR 開始,一直到即將推出的第五代的DDR,數(shù)據(jù)傳輸速率在一直在不斷增加,同時(shí)功耗及供電電壓在不斷降低。DDR系統(tǒng)要在這種越來越嚴(yán)苛的條件下還能保證良好的工作性能,就需要在信號完整性方面必須滿足特定的要求。保證整個系統(tǒng)的信號完整性不出問題對系統(tǒng)的正常工作而言非常關(guān)鍵, 或者說只有保證整個系統(tǒng)的信號完整性不出問題才能確保不同廠商生產(chǎn)的器件整合在一起時(shí)還可以正常工作。那DDR總線在傳輸數(shù)據(jù)中會有哪些信號完整性問題呢?
ISI
碼間干擾( Inter Symbol Interference, ISI)是指,當(dāng)信號通過實(shí)際信道時(shí),信號的帶寬變窄,同時(shí)信號的上升邊、下降邊變長。因此單位脈沖響應(yīng)會變寬,即一個比特位所占有的時(shí)間會延長,并產(chǎn)生拖尾,如圖所示。
這樣接下來的比特位就會受到之前比特位的拖尾的影響。一個比特位可能會受到多個比特位的拖尾的影響,這個比特位的實(shí)際電壓值就等于本身的電壓值與諸多拖尾的電壓值的疊加值,這樣對該比特的電壓值就有可能產(chǎn)生誤判,導(dǎo)致本來是低電壓的比特位判定為高電壓,本來是高電壓的比特位判定為低電壓。
可以看出ISI產(chǎn)生的原因是單位脈沖響應(yīng)的延展。而單位脈沖響應(yīng)之所以產(chǎn)生了延展主要因?yàn)閮牲c(diǎn),一是在信道上信號中的高頻部分和低頻部分的傳輸速度不一致,高頻部分的傳輸速度要大于低頻部分,造成信號在時(shí)域上的展寬,這種現(xiàn)象我們稱之為色散。二是在信道中,信號中高頻部分的衰減要大于低頻部分,這是因?yàn)樾诺赖牟迦霌p耗隨著頻率的增加而變大,這也會造成信號在時(shí)域中的展寬。
同時(shí),ISI和信道中所傳輸?shù)木唧w碼型也有關(guān)系,傳輸?shù)拇a型不同,產(chǎn)生的ISI也會不同。由前面的解釋可以知道,當(dāng)前比特位所受到的ISI與其前后的幾個比特位都有關(guān)系,因此不同的碼型會使邊沿變快或者變慢,導(dǎo)致其眼圖有多個交叉點(diǎn)存在。
總結(jié)
高速并行總線通過多個數(shù)據(jù)通道的同時(shí)傳輸來提高數(shù)據(jù)傳輸速率,廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和各種電子設(shè)備中。然而,隨著技術(shù)的發(fā)展和串行總線技術(shù)的普及,許多傳統(tǒng)的高速并行總線標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)逐漸被更先進(jìn)的串行總線標(biāo)準(zhǔn)所取代。這主要是因?yàn)榇锌偩€在數(shù)據(jù)傳輸速率、信號完整性、功耗和布線復(fù)雜度等方面具有更多的優(yōu)勢。
-
驅(qū)動器
+關(guān)注
關(guān)注
53文章
8271瀏覽量
147056 -
數(shù)據(jù)傳輸
+關(guān)注
關(guān)注
9文章
1952瀏覽量
64852 -
圖形處理
+關(guān)注
關(guān)注
0文章
45瀏覽量
13834 -
并行總線
+關(guān)注
關(guān)注
0文章
30瀏覽量
13529
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
評論