8b/10b編碼的應(yīng)用非常廣泛，例如：PCIE GEN1 GEN2，USB3.2 GEN1。再到現(xiàn)在的128b/130b (PCIE GEN3/4/5) 128b/132b (USB3.2 GEN2), 與8b/10b相比他們提升了編碼效率，這兩種編碼方式在底層邏輯上和處理的問題其實(shí)是相同的，本文從什么是8b/10b編碼、為什么要使用8b/10b編碼和如何實(shí)現(xiàn)8b/10b編碼三個(gè)方面來給大家介紹這項(xiàng)技術(shù)。

8b/10b就是把8個(gè)bit的數(shù)據(jù)加工映射成10個(gè)bit。如圖1所示，我們可以看到會(huì)把8個(gè)連續(xù)的bit分成低5位 (LSB) 和高3位 (MSB) 分別進(jìn)行映射，5位通過5b/6b編碼，3位通過3b/4b編碼。


                                               圖1 8b/10b編碼映射圖

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為什么要進(jìn)行 8b/10b 編碼

• 可以用多出來的bit位來傳輸一些控制信息

• 可以通過這種方式來達(dá)到直流均衡

在這里我們就要引出第二個(gè)概念：直流平衡。直流平衡（DC-balanced）是指在編碼過程中保證信道中直流偏移為零，使信道中傳輸數(shù)據(jù)包含的1與0的個(gè)數(shù)相同。高速串行總線中，通常采用交流耦合方式，即在發(fā)送端（TX）串接電容（見圖2）。電容在電路中是呈現(xiàn)高通屬性的，信號(hào)頻率越高，電容阻抗越低（見公式1）。

                                公式1

                                   圖2 不同頻率的NRZ碼型通過電容
當(dāng)數(shù)據(jù)位流中出現(xiàn)多個(gè)連續(xù)的1或0時(shí)，可以認(rèn)為該時(shí)間段信號(hào)是直流的，電容的損耗變大，導(dǎo)致信號(hào)的幅度降低，直流信號(hào)被濾除，到最后無法識(shí)別是1還是0。且接收端收到連續(xù)的1或0時(shí)，沒有充分的定時(shí)信息，給接收端的解碼帶來了困難（見圖3）。

                                                                      圖3  連1連0信號(hào)通過電容信號(hào)失真

因此，8b/10b編碼就是把信號(hào)中的連1連0通過多加兩位的冗余，來實(shí)現(xiàn)映射后的信號(hào)盡量是01交替的情況，換一種說法，就是映射后的信號(hào)中盡量有相同數(shù)量的0和1。下面我們就來看一下8b/10b編碼具體是怎么把8bit映射成10bit的。

表1和表2就分別是3b/4b和5b/6b的映射關(guān)系表，通過映射后的數(shù)據(jù)是不會(huì)出現(xiàn)全1或者全0的?？梢钥吹揭粋€(gè)碼型能被編碼映射成多個(gè)碼型而且又分為RD+和RD-，這又為什么？

 表1 3b/4b編碼映射表


表2 5b/6b編碼映射表

                                                                                       
                                                                                 圖4 8b/10b編碼狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

• 解碼8b/10b串行數(shù)據(jù)波形并且會(huì)在波形上進(jìn)行細(xì)致的注釋，協(xié)助工程師排查問題

• 關(guān)聯(lián)協(xié)議事件到物理波形更深入的洞察；將數(shù)據(jù)保存到磁盤方便后續(xù)進(jìn)一步分析

• 支持多通道操作，可同時(shí)查看多達(dá)四個(gè)通道

• 協(xié)議解碼能力高達(dá) 16 Gb/s

特勵(lì)達(dá)力科的8b/10b解碼功能強(qiáng)大，可以協(xié)助工程師以最簡便的操作、最詳盡的細(xì)節(jié)來排查問題調(diào)試串行數(shù)據(jù)中存在的問題。

                                                                                           圖5 8b/10b解碼選件實(shí)測圖