High-speed serial IO made simple 很好的关于高速串行I/O的文档资料

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吴川斌
2018年8月21日
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最近在数字 I/O 领域最热门的一个话题——千兆位级串行通信，这类信号在市场上引起轩然大波。它被广泛采用,从局域网(LAN)设备到尖端医疗成像设备, 再到先进的战斗机技术,不一而足。千兆位级信号迅速成为延伸信息化时代的关键因素。为了解这一飞速发展的科技进步技术,让我们首先回顾一下I/O设计的历史。

晶体管-晶体管逻辑电路(TTL)曾是首选的设计方法。分立的逻辑门芯片可以相互通信从而组成更大规模的电路,这些更大规模的电路后来又集成为复杂的芯片,例如多比特寄存器和计数器。多年来,并行通信一直是印刷电路板(PCB)所采用的主要通信方法。但对于外部通信而言,数据对齐问题太难解决。因此,串行端口成为了设备盒到设备盒之间通信的主要方法,这一点在早期的计算机串行打印机端口中得到了证实。

数据对齐问题最终得以解决。随着并行技术的发展,高速并行打印机端口激增。这些并行端口技术包括工业标准架构(ISA)、扩展工业标准架构(EISA)和小型计算机系统接口(SCSI)、外围部件互联(PCI)以及更小的个人电脑存储器卡行业协会(PCMCIA)标准。

串行技术继续与并行技术共存。以太网和令牌环在许多应用中占主导地位。最终,以太网在使用五类线(Cat5)的应用中取代了令牌环。

并行技术竭力适应新的接口需求。随着对特殊信令越来越多的需求,PCI-33之类的标准也发展成PCI-66。目前,低摆幅标准(如高速晶体管逻辑(HSTL))试图支持并行技术。同时,以太网速率从10Mb/s提高到100Mb/s,进而达到1000Mb/s。这类速度使得以太网非常适于应用在桌上型电脑中。

这时,分数相位检测器(fractional phase detector)面世了。这项技术将串行接口速度提高到了千兆位级的范围。串行技术被证明是快速而功能强大的,可作为背板技术采用。随着串行引脚数和同步开关输出(SSO)的提高,千兆位级串行技术在PCB中获得了主导地位,取代了并行技术。

这是一份来至来自Xilinx 公司的一本关于高速串行IO口的介绍文档，英文档共210页，对高速串口设计中涉及到相关概念都有详细解释，老wu这里推荐给大家。