什么是數(shù)字信號(hào)(DigitalSignal)

典型的數(shù)字設(shè)備是由很多電路組成來(lái)實(shí)現(xiàn)一定的功能的，系統(tǒng)中的各個(gè)部分主要通過(guò)數(shù)字信號(hào)的傳輸來(lái)進(jìn)行信息和數(shù)據(jù)的交互。

數(shù)字信號(hào)通過(guò)其0、1的邏輯狀態(tài)的變化來(lái)一定的含義，典型的數(shù)字信號(hào)用兩個(gè)不同的信號(hào)電平來(lái)分別邏輯0和邏輯1的狀態(tài)(有些更復(fù)雜的數(shù)字電路會(huì)采用多個(gè)信號(hào)電平實(shí)現(xiàn)更多信息的傳輸)。真實(shí)的世界中并不存在理想的邏輯0、1狀態(tài)，所以真實(shí)情況下只是用一定的信號(hào)電平的電壓范圍來(lái)相應(yīng)的邏輯狀態(tài)。比如圖1.1中，當(dāng)信號(hào)的電壓低于判決閾值(中間的虛線部分)的下限時(shí)邏輯0狀態(tài)，當(dāng)信號(hào)的電壓高于判決閾值的上限時(shí)邏輯1狀態(tài)。 數(shù)字信號(hào)有哪些出來(lái)方式；安徽數(shù)字信號(hào)測(cè)試修理

為了提高串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕F(xiàn)在很多更高速率的數(shù)字接口采用對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后再做并/串轉(zhuǎn)換的方式。編碼的方式有很多，如8b/9b編碼、8b/10b編碼、64b/66b編碼、128b/130b編碼等，下面以當(dāng)下流行的ANSI8b/10b編碼為例進(jìn)行介紹。

在ANSI8b/10b編碼方式中，8bit的數(shù)據(jù)先通過(guò)相應(yīng)的編碼規(guī)則轉(zhuǎn)換成10bit的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換；接收端收到信號(hào)后先把串行數(shù)據(jù)進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換得到10bit的數(shù)據(jù)，再通過(guò)10bit到8bit的解碼得到原始傳輸?shù)?bit數(shù)據(jù)。因此，如果發(fā)送端并行側(cè)的數(shù)據(jù)速率是8bit×100Mbps,通過(guò)8b/10b編碼和并/串轉(zhuǎn)換后的串行側(cè)的數(shù)據(jù)速率就是1bit×1Gbps。8b/10b編碼方法早由IBM發(fā)明，后來(lái)成為ANSI標(biāo)準(zhǔn)的一部分(ANSIX3.230-1994,clause11),并在通信和計(jì)算機(jī)總線上廣泛應(yīng)用。表1.1是ANSI8b/10b編碼表的一部分，以數(shù)據(jù)0x00為例， 安徽數(shù)字信號(hào)測(cè)試修理波形參數(shù)測(cè)試室數(shù)字信號(hào)測(cè)試常用的測(cè)量方法，隨著數(shù)字信號(hào)速率的提高，波形參數(shù)的測(cè)量方法越來(lái)越不適用了。

偽隨機(jī)碼型(PRBS)

在進(jìn)行數(shù)字接口的測(cè)試時(shí)，有時(shí)會(huì)用到一些特定的測(cè)試碼型。比如我們?cè)谶M(jìn)行信號(hào)質(zhì)量測(cè)試時(shí)，如果被測(cè)件發(fā)送的只是一些規(guī)律跳變的碼型，可能不了真實(shí)通信時(shí)的惡劣情況，所以測(cè)試時(shí)我們會(huì)希望被測(cè)件發(fā)出的數(shù)據(jù)盡可能地隨機(jī)以惡劣的情況。同時(shí)，因?yàn)檫@種數(shù)據(jù)流很多時(shí)候只是為了測(cè)試使用的，用戶的被測(cè)件在正常工作時(shí)還是要根據(jù)特定的協(xié)議發(fā)送真實(shí)的數(shù)據(jù)流，因此產(chǎn)生這種隨機(jī)數(shù)據(jù)碼流的電路比較好盡可能簡(jiǎn)單，不要額外占用太多的硬件資源。那么怎么用簡(jiǎn)單的方法產(chǎn)生盡可能隨機(jī)一些的數(shù)據(jù)流輸出呢?首先，因?yàn)檎嬲S機(jī)的碼流是很難用簡(jiǎn)單的電路實(shí)現(xiàn)的，所以我們只需要生成盡可能隨機(jī)的碼流就可以了，其中常用的一種數(shù)據(jù)碼流是PRBS(PseudoRandomBinarySequence,偽隨機(jī)碼)碼流。PRBS碼的產(chǎn)生非常簡(jiǎn)單，圖1.21是PRBS7的產(chǎn)生原理，只需要用到7個(gè)移位寄存器和簡(jiǎn)單的異或門就可以實(shí)現(xiàn)。

需要注意的是，采用8b/10b編碼方式也是有缺點(diǎn)的，比較大的缺點(diǎn)就是8bit到10bit的編碼會(huì)造成額外的20%的編碼開(kāi)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(dá)到8Gbps、16Gbps和32Gbps,并通過(guò)效率更高的128b/130b的編碼結(jié)合擾碼的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)直流平衡和嵌入式時(shí)鐘。另一個(gè)例子是FibreChannel總線，1xFC、2xFC、4xFC、8xFC的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(wǎng)中也有廣泛應(yīng)用。抖動(dòng)是數(shù)字信號(hào)，特別是高速數(shù)字信號(hào)重要的一個(gè)概念，越是高速的信號(hào)，其比特周期越短對(duì)于抖動(dòng)要求就嚴(yán)格；

對(duì)于并行總線來(lái)說(shuō)，更致命的是這種總線上通常掛有多個(gè)設(shè)備，且讀寫共用，各種信號(hào)分叉造成的反射問(wèn)題使得信號(hào)質(zhì)量進(jìn)一步惡化。

為了解決并行總線占用尺寸過(guò)大且對(duì)布線等長(zhǎng)要求過(guò)于苛刻的問(wèn)題，隨著芯片技術(shù)的發(fā)展和速度的提升，越來(lái)越多的數(shù)字接口開(kāi)始采用串行總線。所謂串行總線，就是并行的數(shù)據(jù)在總線上不再是并行地傳輸，而是時(shí)分復(fù)用在一根或幾根線上傳輸。比如在并行總線上 傳輸1Byte的數(shù)據(jù)寬度需要8根線，而如果把這8根線上的信號(hào)時(shí)分復(fù)用在一根線上就可 以減少需要的走線數(shù)量，同時(shí)也不需要再考慮8根線之間的等長(zhǎng)關(guān)系。 數(shù)字信號(hào)上升時(shí)間的定義；安徽數(shù)字信號(hào)測(cè)試修理

什么是模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)是什么。安徽數(shù)字信號(hào)測(cè)試修理

我們經(jīng)常使用到的總線根據(jù)數(shù)據(jù)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(shù)字電路中早也是普遍采用的總線結(jié)構(gòu)。在這種總線上，數(shù)據(jù)線、地址線、控制線等都是并行傳輸，比如要傳輸8位的數(shù)據(jù)寬度，就需要8根數(shù)據(jù)信號(hào)線同時(shí)傳輸；如果要傳輸32位的數(shù)據(jù)寬度，就需要32根數(shù)據(jù)信號(hào)線同時(shí)傳輸。除了數(shù)據(jù)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(lái)不同的地址空間。圖1.7是一個(gè)典型的微處理器的并行總線的工作時(shí)序，其中包含了1根時(shí)鐘線、16根數(shù)據(jù)線、16根地址線以及一些讀寫控制信號(hào)。 安徽數(shù)字信號(hào)測(cè)試修理

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