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USB、UART、SPI等匯流排速率

阿新 • • 發佈：2018-12-08

USB、UART、SPI等匯流排速率

  1. USB匯流排

USB1.1：
——-低速模式(low speed)：1.5Mbps
——-全速模式(full speed)： 12Mbps
USB2.0：向下相容。增加了高速模式，最大速率480Mbps。
——-高速模式(high speed)： 25~480Mbps
USB3.0：向下相容。
——-super speed ：理論上最高達4.8Gbps，實際中，也就是high speed 的10倍左右。

  1. UART

RS232：傳輸速率一般不超過20Kbps，速率低，抗干擾能力差，RS-232C能傳輸的最大距離不超過15m（50英尺）。

RS422：定義了一種平衡通訊介面，將傳輸速率提高到10Mbps，傳輸距離延長到4000英尺（速率低於100Kbps時），並允許在一條平衡總線上連線最多10個接收器。RS-422是一種單機發送、多機接收的單向、平衡傳輸規範，被命名為TIA/EIA-422-A標準。

RS485：增加了多點、雙向通訊能力，即允許多個傳送器連線到同一條總線上，同時增加了傳送器的驅動能力和衝突保護特性，擴充套件了匯流排共模範圍，後命名為TIA/EIA-485-A標準。最高傳輸速率10Mbps，抗干擾能力強，可以傳距離1.5km。

平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100Kbps速率以下，才可能使用規定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長雙絞線最大傳輸速率僅為1Mbps。

  1. SPI匯流排

全雙工通訊，傳輸速率可達幾Mbps水平，比I2C快。

  1. I2C匯流排

半雙工，只有2根線。資料線和時鐘線。
——–標準速度：100kbps
——–快速模式：400kbps
——–高速模式：3.4Mbps

  1. Ethernet

也就是通常的網速。

——–早期的乙太網傳輸速率只有10Mbps。
——–百兆網：理論上最大100Mbps。
——–千兆網：理論上最大1Gbps。

  1. SD匯流排

最高能達10Mbps。

  1. SATA介面

——–SATA1.0：理論傳輸速度是150MB/s（或者1.5Gb/s），實際也就30MBps。
——–SATA2.0： 300MBps，即3Gbps。實際也就80MBps。
——–SATA3.0： 600MBps，即6Gbps。
——–eSATA：理論傳輸速度可達到1.5Gbps或3Gbps。

  1. PCI匯流排

——–PCI：32位，33MHz時鐘頻率，速率是33*4 = 133MBps，即1Gbps。
——– PCI 2.1：64位，66MHz時鐘頻率來說：速率是66*8 = 528MBps，即4Gbps。

  1. PCI-e

PCI Express 匯流排頻率 2500 MHz，這是在 100 MHz 的基準頻率通過鎖相環振盪器(Phase Lock Loop，PLL)達到的。
序列匯流排頻寬(MB/s) = 序列匯流排時鐘頻率(MHz) * 序列匯流排位寬(bit/8 = B) * 序列匯流排管線 * 編碼方式 * 每時鐘傳輸幾組資料(cycle)
——PCI Express x1 匯流排位寬是 1位，匯流排頻率 2500 MHz，序列匯流排管線是 1 條，每時鐘傳輸 2組資料，編碼方式為 8b/10b，它的頻寬為 476.84 MB/s，即 3814.7 Mbps。（頻寬是 PCI 的 3.75 倍。）
公式是 2500000000(Hz) * 1/8(bit) * 1(條管線) * 8/10(bit) * 2(每時鐘傳輸2組資料) = 500000000 B/s = 476.8371582 MB/s，即 3814.6972656 Mbps。
下面給出其它型別組合的頻寬。
——PCI Express x2 的頻寬為 953.68 MB/s，即 7629.4 Mbps。（此模式僅用於主機板內部介面而非插槽模式）
——PCI Express x4 的頻寬為 1907.36 MB/s，即 15258.9 Mbps。
——PCI Express x8 的頻寬為 3814.72 MB/s，即 30517.8 Mbps。
——PCI Express x16 的頻寬為 7629.44 MB/s，即 61035.5 Mbps。（頻寬是 AGP 8X 的 3.75 倍。）
——PCI Express x32 的頻寬為 15258.88 MB/s，即 122071 Mbps。

  1. XGMII/XLGMII/CGMII

在乙太網標準中，MAC層與PHY層之間的10Gbps/40Gbps/100Gbps速率等級所對應的介面分別為XGMII/XLGMII/CGMII，由於XGMII/XLGMII是並行匯流排，而且採用的是單端訊號，HSTL電平，最大傳輸距離只有7cm。所以在實際應用中，XGMII/XLGMII基本上被XAUI/XLAUI替代。XAUI/XLAUI是四通道序列匯流排，採用的差分訊號，CML邏輯傳輸，並且進行了擾碼，大大增強了訊號的抗擾效能，使得訊號的有效傳輸距離增加到50cm。
XAUI/XLAUI在物理結構上是一樣的，收發通道獨立，各四對差分訊號線。對於XAUI匯流排，每對差分線上的資料速率為3.125Gbps，總資料頻寬為12.5Gbps，有效頻寬為12.5Gbps*0.8=10Gbps （因為XAUI匯流排資料在傳輸前進行了8B/10B變換，編碼效率為80%）。

 

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