大多數(shù)電子系統(tǒng)的核心是一個(gè)用于處理數(shù)字輸入以產(chǎn)生增值輸出的處理器。選擇合適的處理解決方案常常是系統(tǒng)決策的第一步。緊隨處理器選擇之后的是選擇正確的驅(qū)動(dòng)器與接收器。本文著重介紹選擇這些器件時(shí)的考慮因素。要求規(guī)范在選擇一種處理器時(shí),人們常常關(guān)心的是時(shí)鐘速度、存儲(chǔ)器及MIPS。但對(duì)于驅(qū)動(dòng)器與接收器來說,還必須規(guī)定拓?fù)�、信�?hào)傳輸速率與距離、以及功耗與互換性。拓?fù)涫侵富ミB的節(jié)點(diǎn)數(shù)量。大多數(shù)基本拓?fù)涠际前ㄒ粋�(gè)驅(qū)動(dòng)器
大多數(shù)
電子系統(tǒng)的核心是一個(gè)用于處理數(shù)字輸入以產(chǎn)生增值輸出的處理器。選擇合適的處理解決方案常常是系統(tǒng)決策的第一步。
緊隨處理器選擇之后的是選擇正確的驅(qū)動(dòng)器與
接收器。本文著重介紹選擇這些器件時(shí)的考慮因素。
要求規(guī)范
在選擇一種處理器時(shí),人們常常關(guān)心的是時(shí)鐘速度、存儲(chǔ)器及MIPS。但對(duì)于驅(qū)動(dòng)器與接收器來說,還必須規(guī)定拓?fù)�、信�?hào)傳輸速率與距離、以及功耗與互換性。
拓?fù)涫侵富ミB的節(jié)點(diǎn)數(shù)量。大多數(shù)基本拓?fù)涠际前ㄒ粋�(gè)驅(qū)動(dòng)器與一個(gè)接收器的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（單工）拓?fù)�。由于�?qū)動(dòng)器與接收器之間的路徑不復(fù)雜,因此單工可提供最高的信號(hào)質(zhì)量。設(shè)計(jì)者常常用帶單工接口的時(shí)鐘分配樹來提高信號(hào)完整性。當(dāng)接口速率高于數(shù)百M(fèi)bps時(shí),單工架構(gòu)也是一種較好的選擇。RS-232及LVDS (TIA/EIA-644)即為單工標(biāo)準(zhǔn)。
多路及多點(diǎn)為復(fù)雜程度更高的驅(qū)動(dòng)器/接收器拓?fù)�。多路是指一個(gè)驅(qū)動(dòng)器與多個(gè)接收器通信。超過一個(gè)接收器時(shí)需采用主總線分出的抽頭。這些抽頭會(huì)產(chǎn)生不連續(xù),從而使信號(hào)質(zhì)量下降。LVDS (TIA/EIA-644-A)最近經(jīng)過改進(jìn)后可支持多路工作。
多點(diǎn)架構(gòu)擁有多個(gè)與一個(gè)（或多個(gè)）接收器相連的驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)總線上有多個(gè)節(jié)點(diǎn)需要成為活動(dòng)發(fā)射器時(shí),即選擇多點(diǎn)架構(gòu)。工控應(yīng)用可能擁有互連的多個(gè)電機(jī)、
傳感器與處理器,需要共享速度、位置及溫度信息以便處理器發(fā)出正確的扭矩與位置命令。RS-485及M-LVDS即為兩項(xiàng)多點(diǎn)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
規(guī)定拓?fù)浜?即必須規(guī)定信號(hào)傳輸速度。時(shí)鐘信號(hào)以MHz表示,而
數(shù)據(jù)傳輸則以Mbps表示。乘以2即可將以MHz表示的時(shí)鐘速度轉(zhuǎn)換成以Mbps表示的數(shù)據(jù)傳輸速率。
傳輸距離是另一項(xiàng)重要參數(shù)。很多驅(qū)動(dòng)器與接收器都專門針對(duì)短距離應(yīng)用而設(shè)計(jì)。這些限制源自于所采用的信號(hào)傳輸（單端比差分）、電壓電平與接收器的共模電壓范圍。
信號(hào)傳輸速率與傳輸距離之間存在著倒數(shù)關(guān)系。對(duì)于大多數(shù)器件來說,信號(hào)傳輸速率會(huì)隨距離增加而減小。這種倒數(shù)關(guān)系是由于存在符號(hào)間干擾(ISI)。電纜及其腐蝕會(huì)濾掉從驅(qū)動(dòng)器出來的信號(hào)的陡峭邊緣,從而導(dǎo)致在線的另一端引起干擾的單獨(dú)位脈沖。這種ISI可量化為抖動(dòng)。抖動(dòng)幅度隨距離增加而增加。假設(shè)可接受抖動(dòng)的幅度恒定（以位周期的百分比表示）,則很容易了解這種倒數(shù)關(guān)系。
其他需考慮的參數(shù)包括功耗與互換性。需要規(guī)定器件在加載條件下所消耗的
電流。當(dāng)有替代解決方案時(shí),通常選擇功耗較低的解決方案。互換性是指標(biāo)準(zhǔn)器件以及公共占板面積或引腳。標(biāo)準(zhǔn)器件通常優(yōu)于專用解決方案。標(biāo)準(zhǔn)接口允許設(shè)計(jì)不同的子系統(tǒng),并能進(jìn)行平滑集成。標(biāo)準(zhǔn)器件與公共占板面積可確保原有器件與替代器件的互換性。
器件選擇
可用驅(qū)動(dòng)器與接收器的選擇相當(dāng)困難。但幸運(yùn)的是,可迅速縮小可行解決方案的范圍。首先采用拓?fù)?必須了解,單工、多路及多點(diǎn)器件代表
