低压差分信号接口的优化设计.pdf

《低压差分信号接口的优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、低压差分信号接口的优化设计宁合伟，等低压差分信号接口的优化设计OptimizedDesignofLow—voltageDifferencialSignalInterface夸舍伟甄圈编侄勇肆(中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西太原030051)摘要：针对目前低压差分信号(LVDS)接口在高速长距离传输时容易出现失锁的现象，分别从电路和逻辑两方面对接口进行了优化设计。在电路方面，通过在电路中增加差分信号驱动器和自适应电缆均衡器，对信号进行增强和恢复；在逻辑方面，通过对接口通信协议的分析，提出了交替发送反码和增加标志位两种避免失锁的方法。实测结果表明，优化后的接口不仅有效地避免了失锁

2、现象，保证了接口的可靠性，而且也提高了接口的传输速度。关键词：低压差分信号优化设计自适应电缆通信协议数据传输中图分类号：TP274文献标志码：AAbstract：AimingatthephenomenonoflosinglockofLVDSinterfaceinhighspeedandlongdistancetransmission。theinterfaceisoptimizedinbothcircuitryandingic．Incircuitry，thedifferential8igrlaldriverandadaptivecableequalizerarcequippedto蹦pl

3、ifyandrestorethe8ignal．Inlogic，栅o．shanalyzinginterfacecommunicationprotocol，tWOmethodsaleproposedtoavoidthelossoflock，i．e．，sendingcomplementarycodealternately，andaddingnagbit．Theresultsofpracticeshowthattheoptimizedinterfaceeffectivelyavoidsthelossoflock，ensulmsthereliabilityoftheinterface，andin

4、creasesthespeedoftransmission．Keywords：Low·voltagedifferencial8ignal(LVDS)Optimi∞ddesignAdaptivecableCommunicationprotocolDatatransmission0引言通信接口，原理如图1所示。r⋯⋯⋯⋯⋯⋯—柔磊i⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1低压差分信号(10w-voltagedifferencialsignal，LVDS)是一种小振幅差分信号技术，它使用幅值非常低的信号(约350mV)通过一对差分PCB走线或平衡电缆传输数据。LVDS信号的幅值很小，因此信号的转换更快，能以高达数

5、百兆比特每秒的速度传输串行数据⋯；其特有的低振幅和恒流源模式驱动只产生极低的噪声，消耗非常小的功率。此外，由于LVDS以差分方式传输数据，对共模噪声有更好的抑制能力¨1。因此。LVDS接口在高速大容量数据传输方面越来越受到人们的重视。由于LVDS的低幅值特性，其信号本身只能满足短距离(不超过几米)传输条件下数据高速传输的要求¨1。当传输距离较远时，LVDS接口就会很容易失锁。本文结合具体工程，分别从接El的电路和逻辑两方面对该问题进行分析，并给出优化的设计方法。l工程背景在某数据采集装置中，使用LVDS接口作为数据修改稿收到日期：201l一1l一25。第一作者宁合伟(1986一)，男，

6、现为中北大学测试计量技术及仪器专业在读硕士研究生；主要从事高速数据采集及其综合测试技术方面的研究。i．E三=i：篓：堡兰====：：!．j图1数据采集装置原理图Fig．1Principleofthedataacquisitiondevice在该数据采集装置中，采编器接收外界的模拟信号，通过高速模数转换器转换为数字信号，数字信号通过LVDS接口下发到存储器进行存储。采编器到存储器的连接线采用同轴电缆，长度为5m。当传输速度提高到62MB／s时，LVDS接口就会很容易失锁。2接口电路优化设计2．1接口电路分析在该接口中，LVDS串行器DS92LVl023和解串器DS92LVl224直接相连

7、。该芯片组是美国国家半导体公司推出的10位总线型低压差分信号芯片组。84PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVoL33No．4April2012低压差分信号接口的优化设计宁合伟，等DS92LVl023的发送速度最高可达660Mbit／s，信号幅值很低，只有290mV⋯，信号的传输距离有限H1：若经同轴电缆(SYV-50-3-3系列，内部导体直径0．9mill，衰减系数≤4．0dB／m)传输，其理论传输距离只有10m左