用1394b来实现光纤传输

用1394b 来实现光纤传输
1.简介
目前市场上有很多带1394a 接口的产品,1394a 在传输距离上有一个限制,它只能采用带屏蔽的双绞线传输4.5米。如果想要传输更远的距离,可以考虑采用1394b 的技术。相比较于1394a ,1394b 除了传输速率大大提高,传输的距离也达到了100米,而且可以选用更多的传输媒介,比如非屏蔽的5类双绞线、塑料光纤和玻璃光纤等。1394b 的高传输速率(800/1600/3200Mbps )现在看来还不是很迫切的需求,但传输距离的提高近来却吸引了越来越多的用户。
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1394a 的信号称为Data-Strobe(DS mode),而1394b 采用不同的编码方式
(8B10B ,或Beta-Only mode),1394b 需要向下兼容1394a ,同时支持这两种模式的被称为双语模式(Bilingual mode)。下图就显示如何来连接两种不同的信号和设备。
不同的媒介可以实现不同的传输距离和速率,下表是一个总结。使用光纤传输可以更快的速率达到更远的距离,同时能有效地降低电磁干扰,本文要讨论的正是1394b 的光纤传输。 2.建立1394b 的连接
1394b 和1394a 一样支持热拔插,要检测到一个新连接,1394b 在TPB+/-差分对的信号线上产生和发送一个tone 信号(tone 信号我们在美国宇航局直播的登陆火星的过程中见过,其实类似一个握手信号),接收节点收到这个tone 信号,表示有新节点接入。如果这个tone 信号是有效的,接着就是双方对传输速率的确认。速率的表示也采用tone 信号,只是用特定的间隔来表示不同的速率。这个过程完成后,发送方和接受方就应该统一到相同的传输速率上,并且同步两边的时钟,这个步骤称为training ,其实就是同步。最后总线转入空闲状态,一直等到真正的数据传输开始。参见下图:
电梯运行检测平台1394a 设备rat组合
1394b 双语设备
1394b 双语设备
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1394a 设备
1394b 信号 塑料光纤
或 玻璃光纤
1394a 信号
1394a 信号
这张图是一个例子,一个节点支持S400(400Mbps),另一个支持S800。从接收端的TPA+/-引脚可以看到发送端TPB+/-引脚上的信号,(这是因为在1394b Beta模式的信号中,一般使用TPB+/-来发送,使用TPA+/-来接受,这一点和1394a DS模式不同)。图中我们可以看到,两边节点的tone信号、速率信号、应答和同步,以及最后的连接完成。对于后面的光收发器来说,它必须要遵循这样的握手信号和顺序,并且把信号复制到接收的节点。
下图所示为tone信号的间隔和保持时间,这时候应该没有其他的同步过程正在发生。tone是一个50MHz的信号,保持时间为667us,周期为42.67ms。在接收端,tone信号会衰减,但保持时间不得小于400us,否则被认为无效。在tone有效期间,TPB的信号电平必须满足1394b规范的规定;在两个tone信号的间隔期,发送端处于高阻状态。
3.PHY到光纤收发器(FOT)的连接
不同的光纤收发器其接口电平可能不一样,所以它和1394b芯片的电平不一定匹配,为此在这两个控制芯片之间必须要加上其它的匹配电路,下图是一个最基本的连接图。
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3.1 匹配网络
匹配网络在1394b的规范中有严格定义,实际上是一个简单的阻容网络,可以参照下面的两张结构图。需要注意的是这几个电阻、电容在布板的时候要尽量靠近PHY芯片。
上面一张图使用的是正射极耦合逻辑的光纤收发器(PECL FOT),下面一张图使用的是低压正射极耦合逻辑的光纤收发器(LVPECL FOT)。
3.2 电平转换
作为光纤收发器的输入,一般需要一个电平转换的电路,如果采用交流耦合方式,电平转换电路可以
采用简单的分立元件,当然专门的集成电路也可以考虑,比如TI的TXB0108,效果会更好一些。上面两张图是采用分立元件的例子,非常的相似,也有一些小的区别,这是为了保证消除在两个tone信号之间接收端可能产生的噪声。消除发送噪声有一个办法,在差分信号上加上小的偏置电压,这种办法只能应用在光纤收发器的发送器不是交流耦合的场合。
如果光纤收发器的发送器使用交流耦合,就需要采用不同的办法。有一些光收发器中带有发送使能,如果该发送使能信号的延时小于100us,就可以实现同样的目的。下图是一个例子,注意图中比较器的输入电压为0.8V,另一个输入来自于差分信号。
在布板的时候要注意,必须保证差分信号的长度是一样的。汽车电子防盗锁
3.3 接收端的网络
在接收端要根据不同的光纤收发器配置相应的阻容网络,事实上绝大部分的光纤收发器都会提供参考的电路。一般来说,光纤收发器会把所有的输入信号都加以放大,所以假定在tone信号之间没有信号输入,接收器也可能会输出噪声。为了避免这种伪噪声,可以使用一套交叉开关,在tone信号之间产生一个高阻状态。当检测到正常的输入信号时开关打开;反之,如果不是开关关闭。所以收发器必须带有信号检测的功能,以控制交叉开关。
如果信号检测的信号是LVCOMS,它可以直接用来控制交叉开关,但对于PECL的光纤收发器来说必须要做电平转换。前面三张例图中有两个是PECL的,所以需要电平转换(PECL-to-TTL转换),而中间的一张则不需要。TI的PHY芯片(TSB81BA3和TSB41BA3)在接收端口TPA+/-带有交流耦合。
TSB81BA3需要一个外部的交叉开关,TSB41BA3内部已经集成了开关,
TPBIAS_SDx引脚信号可以用来控制内部的开关。

本文发布于:2024-09-24 02:19:55,感谢您对本站的认可!

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