高速串行数据收发器CY7B923/933及应用
串行数据传输可实现长距离高速通信,且电缆线少、成本低、安装方便,在计算机网络中得到了广泛应用,并日趋成为长距离数据通信的主要方式。CYPRESS公司的数据收发器CY7B923/933使用方便、可靠性好,可广泛用于长距离高速点对点串行通信中,如光纤通信设备、工作站与海量存储互连、视频点播、语音图像多媒体传输设备及其它长距离高速串行通信场合。CY7B923/933性能特点如下:
?适用于Fibre Channel、IBM ESCON、ATM;
?8B/10B编码传输或不编码直传,传输速为160、330、400Mbps三档;
?最大传输距离(330Mbps的参考值)为:光纤几千米,同轴电缆150米,屏蔽双绞线80米,非屏双绞线40米;
?具有较强的自检功能;
?单一+5V电源;
?TTL同步I/O。
1 结构原理及功能
图1是CY7B923的逻辑方块图,其功能是将8bit并行TTL输入数据(D0~D7)转换为PECL串行差分位流输出。输入寄存器用于输入数据,同序与标准FIFO一致,使能端ENA和ENN可选择时钟上升沿写入数据。输入数据由编码器编码为便于串行链路传输的8B/10B传输码,由SC/D(专用字/数据)端电平控制,将D0~D7输入编成数据码或专用字码。时钟发生器含有一个锁相环PLL,将发送器时钟CKW(数据按字节输入的时钟)十倍频形成位时钟,驱动移位寄存器。移位寄存器将数据变成串行位流,分三路同时输出,FOTO可关闭OUTA和OUTB输出。自检逻辑产生通信系统自检用发送信号。
图2 是CY7B933的逻辑方块图,其功能是将INA或INB的PECL串行差分输入位流转换为8bit并行TTL数据输出Q7~Q0。时钟同步器内嵌锁相环 PLL跟踪输入数据位流的频率,产生与发送时钟同步的时钟。移位寄存器按位接收串行数据,在同步时钟作用下将数据按位送往成帖器。成帖器使位流数据正确地为原始数据或专用字,用RVS=H作数据违规或RD(Running Disparity)错的报错信号。串/并转换后的数据从输出寄存器Q7~Q0并行输出。
2 工作模式及8B/10B编码
CY7B923/933有编码、直传两种工作模式及自检模式,由MODE、BISTEN端信号控制。
2.1 编码模式
MODE =1,收发送器工作于8B/10B编码模式,即8位数据或专用字由7B923编码为10位的传输码再逐位传送。10位传输码包括了所有256个8位组合,这些代码符合ANSI X3.230(Fibre Channel)及IBM ECSON Channel规范。使用传输码的优点是:(1)使传输过程1与0的数目均衡,每个8B的数据或专用字对应两个10B的传输码,用参数RD表征传输1及0 的状况。若1比0多则RD取正值,下一个字节发送0的状况。若1比0多则RD取正值,下一个字节发送0比1多的传输码。反之,则RD取负值,下次发送1比 0多的传输码,这样可保证传输的直流成分接近0,基线漂移减至最小;(2)附加位能保证串行位流中有足够的跃变,使接收器能从这些跃变中恢复发送时钟;(3)这种编码大大增加了探测位错或多位错的可能性,一些专用字使用独特的位组合,容易识别,可帮助接收器数据成帧;(4)可用同种编码传输数据或专用字。若为数据,SC/D端应加低电平,编码使用数据字符集,专用字符包含Fibre Channel、ESCON和其它专用系统以及用于诊断的所有协议字符。诊断字符可用于测试Fibre Channel等的连接、诊断系统对故障的响应、系统的时序等。8B数据或专用字编码为10B传输码通过查编码表实现。对应于RD正负两种取值,每个数据或专用字有两种编码,发送器先取正或负值为RD初值,根据要发送的数据或专用字及当前的RD值,查8B对应的10B代码即实际发送的传输码,并计算该传输码的RD值作为当前值,与下个要传送数据共同查表确定下一个传输码。
2.2 直传模式
MODE=H,收发送器工作于直传模式,即收发送器直接传输数据不编码,编码和解码由外部协议控制器完成。输入分成10位,数据需预先编码,编码方式任意,但需保证有足够的跃变密度(每10位至少一次),使接收器锁相环能正确锁定相位,且编码需与传输介质兼容。
无论是编码模式还是直传模式,若处于空闲状态(时钟CKW上升沿时ENA=ENN=H),编码器将自动插入同步字K28.5(即C5.0)以保证接收器与发送器处在同步状态。
2.3 自检模式
BISTEL =1,收发送器工作于自检模式,7B923可分别发送两种信号来检测整个通信链路是否正常:一种是1与0相间的连续信号;另一种是循环发送的伪随机序列信号。若为后者,7B923输入寄存器转换成线性反馈移位寄存器LFSR,它可产生一组511个字节的伪随机代码序列,包括了所有的数据字和专用字。 7B933将输出寄存器也变成LFSR,产生与发送器相同的伪随机代码序列,并与接收的序列相比较。若相同,则整个通信系统工作正常,否则为
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