为什么使用SerDes?

2020年10月6日

关键的外卖

了解SerDes功能。
更好地理解为什么要使用SerDes。
了解如何使用SerDes有利于电路的设计和功能。

嵌入式SerDes微控制器的未来设计。

在电子工业的范围内，制造业反映了其他部门在设计理念上对成本效益的需求。设计决策总是取决于最终设计是否需要特定的组件来发挥作用，如果需要，那么什么是最经济有效的实现方法。

在电子领域中存在着高速通信这一更为特殊的领域。这一特定领域要求其设计具有极高的性能和准确性，以促进可靠的功能。然而，对于今天的应用程序，高速数据的移动固有地包含一定程度的复杂性。我们通常利用带有嵌入式SerDes (Serializer/Deserializer)的组件来抵消这些对设备功能的阻碍。

总之，我们使用SerDes来减轻这些复杂性，同时提供一种更简化的方法来维护高级功能。

SerDes的目的

序列化器/反序列化器是一对功能块用于高速通信。使用它的一个显著好处是弥补了有限的投入和产出。总的来说，它减少了对额外输入或输出的需求，同时提高了设备的功能。

这些功能块在串行数据和并行接口之间按任意方向转换数据。SerDes的主要用途是促进单线或单线上的数据传输微分对减少输入引脚、输出引脚和互连的数量。

总之，我们利用SerDes，用于将传入的并行数据转换为串行数据．我们通过光纤、铜绞线、甚至背板等物理通道传输输入数据。我们通过物理通道接收的数据是串行数据，接收器将这些数据转换回并行数据。整个过程使设计人员能够提高系统内两点之间的数据传输速度，而不需要在组件上增加额外的引脚。

SerDes的功能架构

SerDes两端(Tx和Rx)的基本功能架构和信令需求通常是单向的。然而，在今天高速数据应用，你也会遇到双向单链路或全双工。我们通常在COTS(商用现货)光模块中找到这些全双工链路。

与使用并行接口相比，SerDes可以增加或降低芯片成本，这取决于芯片是输入、输出还是引脚受限。然而，在PCB级或封装级，SerDes技术可以同时减少走线和引脚数量。这通常会减少包的大小以及增加PCB设计和封装的成本效益．

使用这种技术还有另一个总体目的。SerDes提供了大量数据(点对点)的传输，同时还降低了与并行数据总线实现相关的成本、复杂性、单板空间需求和功耗。

SerDes如何使用影响功能

正如我们所讨论的，SerDes是一个由功能块组成的设备。该技术将较宽的位宽、单端信号总线压缩成几个甚至一个差分信号。这些压缩差分信号的切换频率通常比较宽的单端数据总线高得多。正如您可能想象的那样，SerDes技术的利用在较高的频率(例如，500 MHz或更高(1000 Mbps)的并行数据总线)时尤其有用。

原因很简单;在较高的频率下，与并行总线相关的问题会增加。快速切换的并行总线受到路由困难和功率使用增加的影响。此外，值得注意的是，这些增加的路由困难直接与时间公差的减少相关。

尽管SerDes技术的使用存在与设计和验证相关的复杂性，但它仍然是SoC(片上系统)块不可或缺的一部分。目前，随着SerDes IP块的可用性，我们还看到风险、上市时间问题和总体成本方面的缓解有所增加。