Методика передачи интерфейса LVDS

LVDS-интерфейс описывается двумя стандартами: ANSI/TIA/EIA-644 и IEEE 1596.3. TIA-644 — общий стандарт. Он описывает электрическую часть интерфейса — выходные и входные параметры приемника. Стандарт не включает в себя функциональное описание, протокол обмена или полные характеристики кабеля, поскольку все это зависит от приложения.

Стандарт определяет рекомендуемую максимальную скорость передачи 655 Мбит/c (при определенных граничных условиях) и теоретическую скорость 1923 Мбит/c при использовании линии с нулевыми потерями. Максимальная скорость передачи определяется в зависимости от требуемого качества сигнала на приемном конце и типа и длины используемой среды передачи.

Стандартом также определяются минимальные граничные требования к среде передачи, поведение приемника и передатчика при выходе параметров за граничные значения и ряд конфигурационных определений, такие как работа на несколько приемников.

Измерение качества сигнала при передаче по LVDS-интерфейсу Дальность и скорость передачи данных по LVDS-каналу определяются параметрами самого канала. При полном отсутствии каких-либо помех эти величины достигают предельных значений. Однако на практике условия работы всегда отличаются от идеальных, поэтому существуют ограничения на скорость и дальность передачи данных.

Рассмотрим основные виды помех и искажений при работе по LVDS и методы их оценки на передаваемые данные, определяющие качество LVDS-канала.

Поскольку LVDS-канал является дифференциальным каналом, то наиболее распространенным и наглядным интегральным методом оценки искажений сигнала служит так называемая глаз-диаграмма.

Центральный глаз диаграммы и определяет качество канала — чем он больше, тем лучше качество канала. Для количественной оценки применяется параметр, называемый «Процент дрожания» (% Jitter), который определяется по приведенной на рис. 2 формуле как остаточный процент от ширины символа, детектируемый LVDS-приемником.

Глаз-диаграмма Указанный на глаз-диаграмме разброс фронтов представляет наложенные друг на друга максимальные искажения фронтов сигнала, которые определяются целым рядом факторов. Самый первый фактор — это межсимвольная интерференция. Затухание уровня сигнала и всевозможные искажения среды передачи делают различными время нарастания и спада фронтов передаваемого сигнала. Кроме того, фронты искажают и неравномерность частотной характеристики канала.

Междусимвольные искажения Другим очень важным фактором, влияющим на качество сигнала, является отражение сигнала на приемном конце тракта и на всем его протяжении. Нарушение правил терминирования линии или непрерывности импеданса является весьма существенным фактором, влияющим на искажения сигнала.

Следующим фактором, вносящим искажения в сигнал, является взаимовлияние как соседних LVDS-каналов, так и влияние на LVDS-канал соседних линий. Для уменьшения этого влияния требуется специальные мероприятия, например по трассировке платы, которые будут рассмотрены ниже. Из оставшихся факторов отметим асимметрию выходных уровней на приемном конце и временной разброс фронтов на выходе передатчика.