这篇文章是沟通系列:区别是什么:串行通信101
非归零(NRZ)、非归零倒置(NRZI)、归零(RZ)和曼彻斯特(Manchester)是流行的序列编码机制(见图).每一个都有不同的特点,使其在不同的应用程序中有用。那些处理UARTs的人会发现NRZ是最熟悉的。
对于许多这些编码,还有一个单极和双极版本。UniPonar在零和正的过渡。实际测量可以是来自类似电压,电流,压力或光学的许多类型的属性之一。双极系统在正极和负面之间具有过渡。任何方法都可以采用双极编码,但逻辑上它们可以与NRZ示例所示相同。
图中显示了与底部时钟同步的信号。转换的类型和位置使编码机制不同。
NRZ具有匹配逻辑信号的级别。在这种情况下,时钟将锁存在每个时钟周期的开始处被发送的值,并且它将在时钟周期的中间的接收端进行采样。NRZ通常与串行端口一起使用。接收器通常具有更快的时钟,其与数据传输的上升或下降沿同步。这允许确定时钟周期的中心以更精确地确定(图1).
RZ在时钟周期开始时使用脉冲来表示1值。在双极版本中,顺序的1值在相反的方向有一个过渡。当数据中有1个值时,RZ将始终有一个转换。
曼彻斯特和NRZI编码在时钟周期的中间有转换,其类型取决于编码。曼彻斯特是NRZ编码,和时钟是“或”的。这为每个比特提供了至少一次转换。NRZI也在时钟周期中间使用一个过渡,但这只发生在值为1时。曼彻斯特让时间恢复更容易。
与曼彻斯特和RZ的挑战是数据传输的频率是NRZ和NRZI的两倍。权衡取决于用于实施沟通的机制。有时带宽可能是一个问题。
这些编码方案只是大多数数据传输系统使用的起点。例如,通用异步接收-发送器(UART)映射一个异步的每字节序列,其中包括一个开始位和一个或多个停止位。可以包括奇偶校验位来协助错误检测。更高级别的协议经常放弃奇偶校验位和计算奇偶校验或CRC的数据包。这有助于减少错误检测的开销。
除了时钟恢复/同步方案外,同步系统通常还有一个可以识别的空闲字符。像曼彻斯特编码这样的编码方案使这更容易实现。同步支持通常使用像4B/5B和8B/10B这样的编码方案。4B/5B使用5位编码16个(4位)符号,这些符号足够独特,可以使用NRZ等编码实现时钟恢复/同步。
这些更高级别的编码方案会造成带宽损失。集合越大,开销就越低,但它们需要更严格的定时和更复杂的同步逻辑。接近尺度和64B/66B用于10gb以太网。
更多信息请参阅沟通系列:区别是什么:串行通信101