80 年代初期我還是一名年輕設計人員，我就一直在關注總線結構的發展。從簡單的 S-100 及 AT 總線到速度快似閃電的第 3 代 PCIe，我看到了幾項變化，最引人注目的是串行化。要實現更快的速度，您如果不加快時鐘速率并使每條傳輸線路在電氣長度上相等（并非易事），就需要使數據串行化并嵌入時鐘。這就引出了我今天的主題 — 高性能串行總線標準。

在眾多現代計算平臺及外設中找到幾種不同高速標準并不稀奇。這些包括 PCI Express、USB、Thunderbolt、串行高級技術附件 （SATA） 和串列 SCSI （SAS）。如前所述，很多這些標準都從并行總線結構發展成了目前的串行結構，以克服時序偏移并提高可靠性。這些標準在發展過程中也在不斷提高速度，使得設計人員不得不更加努力地確保準確無誤的傳輸。我一直能看到這種挑戰！

信號完整性與標準

這些標準的每次修訂都會設定某些要求，以確保每個通道在所有條件下都能保持全面的數據吞吐量。這樣就為標準的抖動容限提出了限制。在應對第 1 代 PCIe （2.5 Gbps） 等早期串行標準時，FR-4 上的信號完整性通過精心布局來滿足。每次標準修訂都會將性能提高一倍。例如，第 3 代 PCIe 的吞吐量是第 2 代的兩倍，即便原始數據速率只有 8 Gbps（而第 2 代則是 5 Gbps）。這是因為第 3 代 PCIe 編碼 （128b/130b） 比第 2 代 PCIe 編碼 （8b/10b） 更高效。

由于每個修訂版都具有更高帶寬，因此標準的吞吐量正在加倍。這使設計高速無誤差（10-12 的 BER 或更好）通道的工作越來越難，特別是在試圖控制 PCB 成本并保持 FR-4 時。在TI，我們一直都通過提供多種技術（例如均衡器、重定時器和驅動器）來幫助客戶積極提高通道信號完整性。隨著趨勢朝著更快速方向發展，而且存在如此多的不同標準，問題正在復雜化。

全功能解決方案

為避免線性損耗、串擾以及導致 5Gbps 及更高速度下各種噩夢的其它抖動問題，我經常推薦用戶通過在數據路徑中部署有源組件來提高通道信號完整性。根據標準，您有很多選項。您必須密切關注對正確器件的挑選，因為很多標準都使用帶外 （OOB） 信號傳輸。如果選擇了錯誤的中繼器，您可能會意外阻斷這些信號，中斷鏈路。為解決這個問題，TI 推出了多標準／多協議中繼器產品系列的首款產品 DS125BR800A。這是一款 8 通道、單向 12.5Gbps 中繼器，不僅支持第 1 代、2 代及第 3 代 PCIe 以及 SATA 1.5Gbps、3Gbps 與 6Gbps 接口標準，而且還支持所有針對 6 Gbps（第 2 代） 的 SATA 標準。

因此，下次您在考慮實施任何這些高速總線標準時，請查看我們的信號調節器器件產品組合，并記住提高速度已經非常簡單了！下次繼續……

如果您希望閱讀關于如何應對通道損耗以及其它 OOB 及速率調整挑戰的更多詳情，敬請閱讀本人撰寫的這篇關于多協議 IC 驅動器數據網絡的文章。

責任編輯：haq