在數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，串行接口和并行接口一直是兩種重要的傳輸方式。過去，并行接口憑借其能同時(shí)傳輸多位數(shù)據(jù)的特性，在數(shù)據(jù)傳輸速度上占據(jù)一定優(yōu)勢(shì)。然而，隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，串行接口的速率卻逐漸超越了并行接口，這背后究竟隱藏著怎樣的奧秘呢？
高速串口在數(shù)據(jù)傳輸上有著獨(dú)特的設(shè)計(jì)，串口無需單獨(dú)傳輸時(shí)鐘信號(hào)，而是巧妙地將時(shí)鐘信息集成在數(shù)據(jù)流之中。這種設(shè)計(jì)帶來了諸多好處。一方面，它降低了系統(tǒng)的功耗。因?yàn)椴恍枰~外的線路來傳輸時(shí)鐘信號(hào)，減少了電能的消耗，這對(duì)于那些對(duì)功耗要求嚴(yán)格的設(shè)備，如移動(dòng)設(shè)備、嵌入式系統(tǒng)等來說，具有極大的吸引力。另一方面，它有效減少了噪聲的干擾。單獨(dú)傳輸時(shí)鐘信號(hào)容易受到外界電磁環(huán)境的干擾，而將時(shí)鐘信息集成在數(shù)據(jù)流里，通過數(shù)據(jù)流就能恢復(fù)時(shí)鐘，避免了時(shí)鐘信號(hào)傳輸過程中可能引入的噪聲，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。像常見的SATA和PCIE接口，就采用了這種先進(jìn)的設(shè)計(jì)，使得數(shù)據(jù)傳輸更加高效可靠。
高速串口普遍采用差分總線傳輸技術(shù)。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，外界噪聲會(huì)同時(shí)加到兩條差分線上。由于兩條差分線上的信號(hào)是相反的，在接收端將這兩個(gè)信號(hào)相減，就能有效抵消外界噪聲的影響，大大增強(qiáng)了抗干擾能力。而且，差分線是以電流的形式進(jìn)行傳輸?shù)?，電流在?dǎo)線中傳播時(shí)，衰減較小，這使得長(zhǎng)距離傳輸成為可能。相比之下，并行接口在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，信號(hào)容易受到干擾和衰減，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。
并行總線在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，需要多根線同時(shí)傳輸不同的數(shù)據(jù)位，并且要保證所有信號(hào)都能精確對(duì)齊。然而，在實(shí)際傳輸過程中，由于每根線的長(zhǎng)度、負(fù)載等因素存在差異，信號(hào)很難做到完全對(duì)齊，這就是所謂的時(shí)鐘skew問題。時(shí)鐘skew會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤，限制了并行接口傳輸頻率的提高。而串口則不存在這個(gè)問題，它不需要同步時(shí)鐘，只需保證差分信號(hào)線對(duì)齊即可，這使得串口在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性上具有明顯優(yōu)勢(shì)。
并行傳輸需要多根傳輸線，線與線之間存在著相互干擾，這種干擾會(huì)隨著傳輸頻率的提高而加劇，從而限制了并行接口傳輸頻率的進(jìn)一步提升。而串口一般只有4根線，且差分線的跳變方向相反，能夠相互抵消內(nèi)部噪聲，減少了線間干擾。這使得串口可以在更高的頻率下穩(wěn)定工作，實(shí)現(xiàn)更高速的數(shù)據(jù)傳輸。如今，SATA接口的傳輸速率可達(dá)6Gb，PCIE接口更是高達(dá)8Gb，這些都是并行接口難以企及的。
串行接口憑借其集成時(shí)鐘信號(hào)、差分總線傳輸、消除時(shí)鐘skew問題以及減少線間干擾等優(yōu)勢(shì)，在數(shù)據(jù)傳輸速率上成功超越了并行接口，成為現(xiàn)代高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹髁鬟x擇。
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