Переключение отраженной волны

Коммутация отраженной волны ^[1] — это метод передачи сигналов, используемый в шинах объединительной платы компьютера, таких как PCI .

Шина задней панели компьютера — это тип многослойной печатной платы , которая имеет по крайней мере один (почти) сплошной слой меди, называемый заземляющей плоскостью, и по крайней мере один слой медных дорожек, которые используются в качестве проводов для сигналов. Каждый сигнал передается по линии передачи, образованной его дорожкой и узкой полоской заземляющей плоскости непосредственно под ней. Эта структура известна в радиотехнике как микрополосковая линия.

Каждый сигнал передается от передатчика к одному или нескольким приемникам. Большинство компьютерных шин используют двоичные цифровые сигналы, которые представляют собой последовательности импульсов фиксированной амплитуды. Чтобы получить правильные данные, приемник должен обнаружить каждый импульс один раз и только один раз. Чтобы гарантировать это, разработчик должен учитывать высокочастотные характеристики микрополоски.

Когда передатчик запускает импульс в микрополосковую линию, его амплитуда зависит от соотношения импедансов передатчика и микрополосковой линии. Импеданс передатчика — это просто его выходное сопротивление . Импеданс микрополосковой линии — это ее характеристическое сопротивление , которое зависит от ее размеров и материалов, используемых в конструкции объединительной платы. Когда передний фронт импульса ( падающая волна ) проходит через приемник, он может иметь или не иметь достаточную амплитуду для обнаружения. Если это так, то говорят, что система использует коммутацию падающей волны . Это система, используемая в большинстве компьютерных шин, предшествующих PCI, таких как шина VME .

Когда импульс достигает конца микрополоски, его поведение зависит от условий схемы в этой точке. Если микрополоска правильно завершена (обычно с помощью комбинации резисторов ), импульс поглощается, и его энергия преобразуется в тепло . Это имеет место в шине коммутации падающей волны. Если, с другой стороны, на конце микрополоски нет завершения, и импульс сталкивается с разомкнутой цепью, он отражается обратно к своему источнику. Когда эта отраженная волна движется обратно по микрополоске, ее амплитуда добавляется к амплитуде исходного импульса. Когда отраженная волна проходит приемник во второй раз, на этот раз с противоположного направления, она теперь имеет достаточную амплитуду для обнаружения. Это то, что происходит в шине коммутации отраженной волны .

В шинах коммутации падающей волны отражения от конца шины нежелательны и должны быть предотвращены путем добавления терминации. Терминация трассы падающей волны различается по сложности от сбалансированного по постоянному току, связанного по переменному току терминатора до последовательного терминатора с одним резистором, но все терминации падающей волны потребляют как мощность, так и пространство (Johnson и Graham, 1993). Однако шины коммутации падающей волны могут быть значительно длиннее шин коммутации отраженной волны, работающих на той же частоте.

Если ограниченная длина шины приемлема, шина коммутации отраженной волны будет потреблять меньше энергии и меньше компонентов для работы на заданной частоте. Шина должна быть достаточно короткой, чтобы импульс мог пройти вдвое большую длину объединительной платы (одно полное путешествие для падающей волны и другое для отраженной волны), и достаточно стабилизироваться для считывания за один цикл шины. Время прохождения можно рассчитать, разделив длину кругового обхода шины на скорость распространения сигнала (которая составляет примерно от половины до двух третей c , скорости света в вакууме).

Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют соответствующие встроенные цитаты . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, введя более точные цитаты. ( Март 2008 ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

• Джонсон, Ховард; Грэм, Мартин (1993). Высокоскоростное цифровое проектирование . Prentice Hall. ISBN 0-13-395724-1 .