低電壓差分信號(hào)長線傳輸?shù)膬?yōu)化設(shè)計(jì)
2020年電子技術(shù)應(yīng)用第11期
陳曉敏1，薛志超2，張志龍2，文 豐1，袁小康1
1.中北大學(xué) 電子測試技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原030051； 2.中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院空間物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100076
摘要： 針對(duì)影響信號(hào)完整性的噪聲與衰減進(jìn)行分析與驗(yàn)證，硬件物理層采取預(yù)加重與均衡處理技術(shù)、同時(shí)進(jìn)行阻抗匹配優(yōu)化并設(shè)計(jì)雙重電氣隔離，提升信號(hào)傳輸質(zhì)量。軟件鏈路層進(jìn)行兩級(jí)乒乓形式緩存設(shè)計(jì)以優(yōu)化傳輸效率；改進(jìn)基于CRC校驗(yàn)的反饋重傳機(jī)制，保證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢錯(cuò)重傳功能，能適應(yīng)更多鏈路異常情況。經(jīng)驗(yàn)證，優(yōu)化后在傳輸長度為100 m時(shí)系統(tǒng)可滿足180 Mb/s的高可靠傳輸，滿足工程應(yīng)用技術(shù)要求。
中圖分類號(hào)： TN914
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200521
中文引用格式： 陳曉敏，薛志超，張志龍，等. 低電壓差分信號(hào)長線傳輸?shù)膬?yōu)化設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46(11)：104-108.
英文引用格式： Chen Xiaomin，Xue Zhichao，Zhang Zhilong，et al. Optimal design of long-line transmission with low voltage differential signal[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(11)：104-108.
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200521
中文引用格式： 陳曉敏，薛志超，張志龍，等. 低電壓差分信號(hào)長線傳輸?shù)膬?yōu)化設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46(11)：104-108.
英文引用格式： Chen Xiaomin，Xue Zhichao，Zhang Zhilong，et al. Optimal design of long-line transmission with low voltage differential signal[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(11)：104-108.
Optimal design of long-line transmission with low voltage differential signal
Chen Xiaomin1，Xue Zhichao2，Zhang Zhilong2，Weng Feng1，Yuan Xiaokang1
1.National Key Laboratory for Electronic Measurement Technology，North University of China，Taiyuan 030051，China； 2.Key Laboratory of Space Physics, China Academy of Launch Vehicle Technology，Beijing 100076，China
Abstract： The noise and attenuation that affect the signal integrity are analyzed and verified. The hardware physical layer adopts pre-emphasis and equalization processing technology. The impedance matching optimization and double electrical isolation are designed to improve the signal transmission quality. At the software link layer, a two-level ping-pong buffer is designed to optimize transmission efficiency. The feedback retransmission mechanism based on cyclic redundancy check is improved to ensure that the system realizes the function of data error detection and retransmission, and can adapt to more abnormal link conditions.It has been verified that when the optimized transmission length is 100 m, the system can achieve a high reliable transmission of 180 Mb/s, which meets the technical requirements of engineering applications.
Key words : low voltage differential signal；signal integrity；pre-emphasis；ping-pong；feedback retransmission mechanism
0 引言
在實(shí)際工程試驗(yàn)環(huán)境中，飛行器的多種傳感器及圖像數(shù)據(jù)需要通過穿艙差分電纜傳輸至地面測控臺(tái)[1]，因此對(duì)于數(shù)據(jù)在穿艙差分電纜中的傳輸長度、可靠性有很高要求?；谝陨蠎?yīng)用場合，對(duì)低電壓差分信號(hào)傳輸鏈路硬件物理層與軟件鏈路層分別做優(yōu)化設(shè)計(jì)，所有設(shè)計(jì)模塊及信息處理均在FPGA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)PGA在單時(shí)鐘周期可執(zhí)行多個(gè)任務(wù)，與單片機(jī)相比FPGA對(duì)數(shù)據(jù)響應(yīng)與處理速度更快，在高速數(shù)據(jù)處理方面有很大優(yōu)勢[2]。
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作者信息:
陳曉敏1，薛志超2，張志龍2，文 豐1，袁小康1
(1.中北大學(xué) 電子測試技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原030051；
2.中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院空間物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100076)
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