概念
介绍
GTX(Gigabit Transceiver)即G bit 收发器,是为了满足现代数字处理技术和计算技术庞大数据的高速、实时的传输,目前主要应用在片间通信(两片FPGA之间,FPGA与DSP之间等)、板间通信(电脑主板与交换机,硬盘与主板等)等。
出现原因
传统的并行传输技术存在抗干扰能力低,同步能力差,传输速率低和信号质量差等问题。GTX目前的线速度范围为1Gbps ~ 12Gbps,有效负载范围为0.8Gbps ~10Gbps,目前GTX已经应用于光纤通道(FC),PCI Express,RapidIO,串行ATA,千兆以太网,万兆以太网等。
线路实现
GTX收发器采用的是差分信号对数据进行传输,差分信号时有两根几乎完全相同的线路来组成一对等值、反相信号,接收端通过比较两端电压差值来确定传输的是“0”还是“1”,如果正参考电压比负参考电压低,则信号为高;如果负参考比正参考电压高,则信号为低。因为线路上受到的噪声干扰几乎完全相同,在计算差值时相减从而达到抵消的效果,这就使得差分信号抗干扰能力特别强,高速传输时不易出错。
GTX采用自同步技术来解决时钟同步问题,自同步将时钟包含在数据流中,从数据流中进行时钟恢复,不仅端口使用较少,而且不论是在高速还是低速,时钟延迟与数据延迟都保持一致,可以保证采样的正确性。
自同步接口主要包含三个模块分别是并串转换、串并转换和时钟恢复。时钟恢复是利用锁相环(PLL)合成出一个与输入串行信号的时钟频率一致的时钟,供采集数据用。
特性
预加重和去加重
预加重是在电平翻转开始前的有意过量驱动。如果串行流包含多个比特位时间的相同数值数据,而其后跟着段比特位(1或2)时间的相反数据数值时,会发送符号间干扰。介质(传输通道电容)在短时间过程中没有足够的充电时间,因此产生了较低的幅度。在符号间干扰的情况下,长时间的恒定值将通道中的等效电容完全的充电,在紧接着的相反数据值位时间内无法反相补偿。这样就会导致相反数据的电压值有可能不会被检测到,如图3所示。解决这种现象的方法是:转变开始时加入过量驱动,而在任意的连续相同数值时间内减少驱动量,减少驱动量的过程也称作去加重。经过预加重后,眼图的睁开度将会得到极大改善。