8B/10B编码技术深度解析
8B/10B编码技术深度解析
一、引言：为什么需要8B/10B编码？
在高速串行通信中，信号完整性面临两大挑战：
1.1 直流平衡问题
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基线漂移：长串的0或1会导致信号基线漂移
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电容耦合效应：变压器和AC耦合电容对直流分量敏感
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解决方案需求：需要确保传输的0和1数量长期均衡
1.2 时钟恢复问题
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时钟嵌入：在串行通信中，时钟信息需要从数据流中提取
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跳变需求：接收端PLL需要足够的信号跳变来维持锁相
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最小跳变密度：通常要求每5-7个位至少有一次跳变
二、8B/10B编码基础原理
2.1 基本概念
8B/10B编码由Albert X. Widmer在1983年提出，核心思想是将8位数据转换为10位编码，通过增加20%的开销换取信号完整性的显著提升。
2.2 编码结构
输入: 8位数据 = [H G F E D C B A]高3位↑ 低5位↑输出: 10位编码 = [a b c d e i f g h j]5B/6B部分↑ 3B/4B部分↑
2.3 运行不一致性
定义：已发送数据中1的数量与0的数量之差
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RD-：1比0多，需要发送更多0
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RD+：0比1多，需要发送更多1
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初始状态：RD-
三、详细编码机制
3.1 5B/6B编码详解
3.1.1 位命名和权重
输入位: E D C B A 权重: 16 8 4 2 1
3.1.2 编码表示例（关键部分）
| 十进制 | 二进制输入 | RD-输出 | RD+输出 | 差异 | 注释 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 00000 | 100111 | 011000 | ±2 | 基础编码 |
| 1 | 00001 | 011101 | 100010 | ±2 | |
| 2 | 0 |