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  • 属于串行通信的总线是
    2020-11-13 13:34:41

    在杭州的一段时间,发现知道的越多,不懂得越多。索性把这将四个多月的收获到的知识,总结一下吧,不再去盲目的获取一些新知识了。总线、通信接口是刚来杭州的时候,一直纠结的概念,而串行通信、并行通信是很重要的一个知识点。

    总线
    刚接触到总线,是看到SPI、IIC总线、CAN总线,这是个高频出现的知识点,对总线就想了解下。总线是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线,它是由导线组成的传输线束,按照传输信息种类,可分为数据总线、地址总线和控制总线,分别用来传输数据、数据地址、和控制信号。

    通信接口
    通信接口用来数据通信,可分为有线数据通信和无线数据通信两种。有线数据通信包括RS485、RS232、CAN、SPI、IIC总线接口、以太网通信接口(RJ45)等等。无线通信接口包括GPS模块、GPRS模块、WIFI模块、蓝牙模块、ZigBee模块等。通信接口是指中央处理器和标准通信子系统之间的接口。

    串行通信
    串行通信特点:数据位传送,传送按位顺序进行,最少只需一根传输线即可完成,成本低但传送速度慢。UART、SPI、IIC都属于串行通信接口。串行通信三种传送方式,分为单工、半双工、全双工三种传送方式。串行通信的通信方式分为同步通信和异步通信。同步通信是带时钟同步信号传输,比如SPI、IIC。异步通信不带时钟信号同步信号。比如UART(通用异步收发器)、单总线。

    并行通信

    数据各个位同时传输(传输原理),优点速度快,缺点占用引脚资源比较多。并行通信是指在同一时间通过多条线发送数据比特传输,具有吞吐量大的优点。

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    目录

    一:总线的概念

    二:串口通信简介


    一:总线的概念

    5总线:总线是一组用于计算机之间或计算机各部件之间进行数据和命令的传送的公用信号线。
     

    6三大类型关系:大小区分:芯片,模块,计算机

    7三种标准:总线是面对现场设备的数据交换,它主要由电气标准,机械标准和通讯标准三大部分构成。
    8通讯协议:而通讯协议呢,其实就是通讯标准,是设备之间进行数据交换的规约,也就是说A和B设备交换数据的时候,A设备发出的数据可能是先寻址,然后再握手,然后在数据发送等等,然后B设备必须要知道A的发送规则才能读懂发来的数据是什么意思。

    二:串口通信简介

    9:并行通信

    • 以字节(Byte)或字节的倍数为传输单位
    • 一次传送一个或一个以上字节的数据,数据的各位同时进行传送
    • 适合于外部设备与PC之间进行近距离、大量和快速的信息交换。计算机的各个总线传输数据时就是以并行方式进行的。
    • 并行通信的特点就是传输速度快,但当距离较远、位数较多时,通信线路复杂且成本高。

    10:串行通信

    • 通信双方使用一根或两根数据信号线相连,同一时刻,数据在一根数据信号线上一位一位地顺序传送,每一位数据都占据一个固定的时间长度。
    • 与并行通信相比,串行通信的优点是传输线少、成本低、适合远距离传送及易于扩展。缺点是速度慢、传输时间长等。
    • 如计算机上常用的COM设备、USB设备和网络通信等设备都采用串行通信。

    11三种标准:总线是面对现场设备的数据交换,它主要由电气标准,机械标准和通讯标准三大部分构成。


      12:UART协议

     


     

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    描述

    做PCB设计的都知道,没有一点高速方面的知识,你就不是一个有经验的PCB设计工程师。高速信号常见于各类的串行总线与并行总线,只有你知道是什么总线,你还得知道它跑多快,才能开始进行布线。

    什么是串行总线,什么是并行总线?

    对于串行总线,并行总线,从字面意义你就知道个大概了。串行就是数据是一位一位的发送,并行就是数据一组一组的发送。如下图所示

    5e8b2dbc6e49b478901cbdcaab1ae62b.png

    并行传输最好的例子就是存储芯片DDR,它是有一组数据线D0—D7,加DQS,DQM,这一组线是一起传输的,无论哪位产生错误,数据都不会正确的传送过去,只有重新传输。所以数据线每根线要等长,必须得绕几下才行。

    串行数据就不一样,数据是一位一位的传,位与位之间是没有联系的。不会因为这位有错误,使下一位不能传输。并行数据是一组数据其中一位不对,整组数据都不行。

    高速并行,串行布线的区别

    并行数据因为是一组一组一起传的,每一位都必须是一起传输到位,不能说有一位可以迟到一点,因此一组线之间在PCB布线时就得等长。不信你来看看下面的几张图

    19592144ad9b33c071fe1ba0dc31ea7a.png

    这些弯弯曲曲的线就是为了一组线能等长,所以短的线就必须这样绕几下,是不是看着就有千条蛇在爬,心慌的很。这就是蛇形线的由来。

    串行数据虽说是一位一位的传,不用等长,但也并不是一根线,高速线一般都是走差分线,也就是一正一负两根线。这是为了提高抗干扰性能。不过串行总线能走10G,20G的信号,并行总线就不行了。就让大家来见识一下串行总线的模样吧

    看出什么了吗?跟其它布线有不一样吧。线走的不是一般的45度角,这个其实是10度走线,为什么是10度?这个是老外仿真及实践的结果,10度比走圆弧对信号传输的性能还要好。

    各种高速总线接口的速率

    这里给大家科普一下,给大家看看各种总线的速率,如下图所示

    06d852c581a7a125740c7440260e5772.png

    这其中速率最高的是雷电接口,最高达到了40G,USB理论上最快的是USB3.1达到10G,HDMI最快能到10.2G。显示接口也挺快达到了32.4G。PCI-E最快是16G。注意这些统统都是串行高速通信接口。

    我们家里的网络一般是通过光纤接进来的,光传输设备速率一般分为155Mb/s、622Mb/s、1.25Gb/s、2.5Gb/s、10Gb/s,也就是说目前光纤的最大传输速率是10Gb/s。

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    内容提要

    引言

    1. 常见汽车电子串行通信总线类型概述

    1.1 不同总线的总线信号对比

    1.2 不同总线类型的差异

    1.3 不同总线通信速率对比

    2. 总线的物理层(Physical Layer)

    2.1 收发器(Transeceiver)的作用

    2.2 物理层举例

    2.3 物理层的控制

    2.4 总线信号波形与电磁兼容(EMI)

    3. 总线协议

    3.1 总线信号--显性&隐性电平 vs.逻辑信号高(1)低(0)

    3.2 单端(Single Ended)与差分(Differential)总线

    3.3 单向(Unidirectional)总线与双向(Bi-Directional)总线

    3.4 半双工(Simplex/Half-Duplex)通信与全双工(Full-Duplex)通信

    3.5 半双工vs.全双工通信

    3.6 总线节点

    4. 总线碰撞检测和总线错误类型及处理

    4.1 总线的碰撞检测

    4.2 总线碰撞处理机制--冲突回退(Collision "Back-OFF")

    4.3  总线碰撞处理机制--决策

    4.4 总线错误检测类型--校验和错误(CRC Error)、帧错误(Framing Error)和奇偶校验错误(Parity Error)检测

    5. 总线的电容兼容性(EMC/EMI)、低功耗特性

    5.1 总线的EMI考虑

    5.2 低功耗与唤醒(wake-up)

    5.3 自供电数据总线

    6. 常见汽车电子串行通信总线特性总结

    6.1 CAN总线特性总结

    6.2 DSI总线特性总结

    6.3 ISO 9141(K/L-Line)总线特性总结

    6.4 J 1850总线特性总结

    6.5 LIN总线特性总结

    6.6 SWCAN总线特性总结

    总结

    总线选择考量与选择标准

    引言

    之前《细说汽车电子通信总线》系列公众号文章已经介绍了CAN 2.0 A/B, CAN-FD和LIN总线协议(点击文章标题即可直接跳转阅读):

    细说汽车电子通信总线之CAN 2.0 总线协议详解》;

    细说汽车电子通信总线之CAN-FD 总线协议详解》;

    细说汽车电子通信总线之LIN总线协议详解》;

    很多读者留言问,除了CAN和LIN之外,汽车电子应用中还有没有其他常用的串行通信总线?它们之间的区别是怎样的,该如何选择等?

    最近找到一份Freescale/NXP官网(www.nxp.com)的公开文献资料,介绍了相关内容,非常全面清晰地回答了以上问题,下面我就将这些精彩内容整理分享给大家,希望对大家有所帮助!

    1. 常见汽车电子串行通信总线类型概述

    常见汽车电子串行通信总线包括CAN(Controller Area Network,控制器域网络)总线、DSI(Distributed System Interface,分布式系统接口)总线、ISO 9141 K线(ISO 9141 K-Line)、ISO 9141 K/L线(ISO 9141 K/L-Line)、SAE J1850、LIN(LocalInterconnect/Interface Network,局域互联/接口网络)总线和SWCAN(Single WireController Area Network,单线控制器域网络 )总线等。

    1.1 不同总线的总线信号对比

    1.2 不同总线类型的差异

    1.3 不同总线通信速率对比

    2. 总线的物理层(Physical Layer)

    2.1 收发器 (Transeceiver)的作用

    2.2 物理层举例

    2.3 物理层的控制

    2.4 总线信号波形与电磁兼容(EMI)

    3. 总线协议

    3.1 总线信号--显性&隐性电平 vs.逻辑信号高(1)低(0)

    3.2 单端(Single Ended)与差分(Differential)总线

    3.3 单向(Unidirectional)总线与双向(Bi-Directional)总线

    3.4 半双工(Simplex/Half-Duplex)通信与全双工(Full-Duplex)通信

    3.5 半双工vs.全双工通信

    3.6 总线节点

    3.6.1 主节点功能

    4. 总线碰撞检测和总线错误类型及处理

    4.1 总线的碰撞检测

    4.2 总线碰撞处理机制--冲突回退(Collision "Back-OFF")

    4.3  总线碰撞处理机制--决策

    4.4 总线错误检测类型--校验和错误(CRC Error)、帧错误(Framing Error)和奇偶校验错误(Parity Error)检测

    5. 总线的电容兼容性(EMC/EMI)、低功耗特性

    5.1 总线的EMI考虑

    5.2 低功耗与唤醒(wake-up)

    5.3 自供电数据总线

    6. 常见汽车电子串行通信总线特性总结

    6.1 CAN总线特性总结

    6.2 DSI总线特性总结

    6.3 ISO 9141(K/L-Line)总线特性总结

    6.3.1 ISO 9141 K-Line总线特性总结

    6.3.2 ISO 9141 L-Line总线特性总结

    6.4 J 1850总线特性总结

    6.5 LIN总线特性总结

    6.6 SWCAN总线特性总结

    总结

    总线选择考量与选择标准

    展开全文
  • 串口全称叫做串行接口,数据一位一位传输,两条线即可实现双向通信。 嵌入式里面说的串口(COM接口),一般是指UART口,单片机的TXD、RXD是TTL电平(32是CMOS 3.3V),所以你得万变不离其宗的将其它信号转成TTL电平...

空空如也

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