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1、种编码式(RZ、NRZ、NRZI、曼彻斯特编码)在数字电路中,组成连串信息的基元就是0和1,论是在CPU、DSP、MCU甚是个数字计数器中,数字电路在其中能够处理的信息也只有0和1,对于任何外界的信息,计算机都能通过两个量来描述,那就是0和1。对于数字通信来说,想要0和1来传递你想传达的信息,则必须要通过种特殊的约定来进同步,这种约定就是编码。两台设备要想进有线通信,最终都是将想要传达的信息转变成串特流,进在传输线上进传输。常规数字通信为数据线+时钟线的形式,但对于速信号,时钟线和数据线长度的稍稍偏差,就会造成接收端法满数据采样的建时间,故会导致数据出错。最好的式就是将时钟信号和数据信号同根线
2、来传递,所以出现了些较特殊的编码,是的时钟和数据能够融合在起。下主要讨论5中常的编码式:1.RZ(Return Zero Code)编码RZ编码也成为归零码,归零码的特性就是在个周期内,进制传输数据位,在数据位脉冲结束后,需要维持段时间的低电平。举个图例吧:图中红的线表数据,只占据部分的周期,剩下周期部分为归零段。归零码分为单极性归零码和双极性归零码,图1表的是单极性归零码,即低电平表0,正电平表1。对于双极性归零码来说,则是电平表1,负电平表0。如下图所:这种编码式虽说能够同时传递时钟信号和数据信号,但由于归零需要占部分的带宽,故传输效率也就收到了定的限制,假设数据传输时间为t,个周期时间为
3、T,则这种传输效率=t/T。2.NRZ(Non Return Zero Code)编码NRZ编码也成为不归零编码,也是我们最常见的种编码,即正电平表1,低电平表0。它与RZ码的区别就是它不归零,也就是说,个周期可以全部来传输数据,这样传输的带宽就可以完全利。般常见的带有时钟线的传输协议都是使NRZ编码或者差分的NRZ编码。因此,使NRZ编码若想传输速同步数据,基本上都要带有时钟线,因为本NRZ编码法传递时钟信号。但在低速异步传输下可以不存在时钟线,但在通信前,双设备要约定好通信波特率,例如UART。3.NRZI(Non Return Zero Inverted Code)编码NRZI编码的全称
4、为反向不归零编码,这种编码式集成了前两种编码的优点,即既能传输时钟信号,能尽量不损失系统带宽。对于USB2.0通信的编码式就是NRZI编码。其实NRZI编码式常的简单,即信号电平翻转表0,信号电平不变表1。例如想要表00100010(B),则信号波形如下图所:由图可以看到,当电平状态发变化时,表的数据为0。在传输的数据中,很少出现全1的状态,故接收端可以根据发送端的电平变化确定采样时钟频率。但是有时候依然会出现数据为全1的状态,也就是说信号线直保持个状态,这个时候时钟信号就法传输,接收端就法同步时钟信号,这该如何解决呢?解决式就是在定数量的1之后强插个0,就是说若信号线状态直持续段时间不变的话
5、,发送端强改变信号线的状态,接收端则只需要将这个变化忽略掉就可以了。在USB2.0的协议中规定为传输7个1则在数据中插个0。例如有段数据为:1111 1111 (B)要发送,则整个传输线上的电平状态是这样的:5.曼彻斯特编码曼彻斯特编码式和NRZI编码分相似,只不过它是利信号的跳变向来决定数据的。在位中间,信号由向低跳变表数据0,信号由低向跳变表数据1。举个图例吧,若要表数据1001 1010(B),则信号波形图如下图所:曼彻斯特编码式也如前所说,虽然传输了时钟信号,但也损失了部分的带宽,主要表现在相邻相同数据上。但对于速数据来说,这种编码式疑是这种编码式中最优的,相NRZI编码,曼彻斯特编码不存在长时间信号状态不变导致的时钟信号丢失的情况,所以在这种编码式在以太通信中是分常的。总结了以上这种编码式,其实最终体现的都是个问题,就是如何将时钟信号传递出去,对于任何数字通信,时钟信号都是先要考虑的问题,因为同步通信在接收端对数据进采样时,都是利发送端发出的时钟信号作为采样基准源,只有保证优质的数据信号和时钟信号被传送出来,才能够保证采样端不会在亚稳态区中进采样导致数据的错误。以上内容都是个的浅见,如有不或不对之处,欢迎指正!