信号协议编码介绍

那么信号为什么要进行编码呢？

最主要的原因就是信号本身是高频交流信号，但是原始的信号序列可能出现多个连续的0或1，那么此时就表现出了一定的低频分量；

第一、如果链路中串有电容器件，前边的文章中讲过，电容对低频分量有一定的衰减；

第二、信号中出现比较多的连续的0或1会使信号的码间干扰更恶劣，眼图更差；

因此，信号协议采取了一定的编码以保持0和1的平衡；

下面我们看一下，几种常见的编码；

RZ：return to zero，即归零码，电平每次跳变后，都要占用一个bit位进行归零（此bit位不是有效传输数据），此编码只有50%的效率；

NRZ：non-return to zero，非归零码，信号每次跳变后，电平不进行归零，序列中发送的bit1，电平则由0跳变到1，序列中发送的bit0，电平则由1跳变到0，此编码有100%的效率，但是不能保证链路中的DC平衡；

NRZI：non-return to zero inverted，非归零反转码，当序列中发送的是bit1，电平发生跳变，由高到低，或由低到高都可以，当序列中发送的是bit0，信号不发生跳变，此编码不能保证链路中的DC平衡；

MLT-3:multi-level transit-3，多电平传输码，有 1、0、-1三种电平，当序列中发送的是bit1，电平则发生跳变，如果序列中发送的是bit0，则不跳变，跳变时，如果前一个bit是 1或者-1，则下一个bit变为0，如果前一个bit是0，则下一个bit与最近的一个非0bit相反，这种编码由于有三种电平跳变，直流平衡要好于前两种；

Manchester编码：当序列发送的是bit0时，电平由低电平跳变到高电平，当序列发送的是bit1时，信号由高电平跳变到低电平，这种编码里电平的跳变都是强制的，因此每bit就多出了1bit位进行电平调整，所以这种编码虽然保证了每bit信号都发生跳变，但是效率只有50%；

4b/5b：这种编码是将原来4个bit的序列变为5bit，也就是原来一共有2的4次方（16）种可能的数据，现在有2的五次方（32）种，在这32位种选取16个bit0和bit1数量相当的组合，如00111/10110等，与原来的4bit序列一一对应，剩下的可以挑选用作控制，4b/5b映射表如下：

这样做的好处是在32组序列中可以将其中01数量比较均衡的组合选出16组，从而保持DC平衡；

上表就是由原序列的4bit和编码后的5bit序列进行的一一映射，除了01的平衡，没有别的规律了，直接查表就行；

8b/10b：和4b/5b编码类似，这种编码是将8bit的数据用10bit表示，要注意，先将原来的8bit数据拆分成高3bit和低5bit，再将高3bit映射为4bit，将低5bit映射为6bit，映射表如下：

高3bit映射表

低5bit映射表

从表中可以看到，有些序列是分RD 和RD-的，如果，0的数量多，则该序列记为RD ，如果1的数量多，则该序列记为RD-，当前一序列为RD 时，下一序列则用RD-，反之亦然，保持直流平衡；

例如，原序列为000 00000，那么编码后，高3bit映射为1011（RD-），那么低5bit映射为011000（RD ），以此保证连续0和1的数量

这种编码种最大连1和连0的数量为5，这种编码的直流平衡得到了保障，但是效率只有80%，比较高速的信号逐渐不采用这种编码了；

--------------------------------啊哦-----------------------------

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另外，需要注意一种数据的表示形式：D.31.2，D就是数据，31则表示该8bit数据的低5位，2表示高3位，所以D.31.2就是010 11111；

下表是D码的编码表，以及由8bit转为10bit的映射：

K码表示控制码，如K28.5，则表示控制码，101 11100

K码映射表如下：

下篇文章继续介绍64/66b、128/130b、PRBS等编码；