数据高速传输协议的研究

1 前言

结合航天应用中高速通信数据处理器的需要，阐明应用Data-Strobe编码进行帧数据传输的好处及特点，对Data-Strobe编解码技术进 行详细介绍，并且给出基于FPGA的解码算法。整个设计在高速数据传输中有很广的应用前景，对工程设计有一定的参考价值。

2 DS编码的特点

　　DS编码是一种高速数据传输方案。美国IEEE 1355-1995 和IEEE 1394-1995(Firewire)标准 应用了这一方案。欧空局SpaceWire ECSS-E50-12A标准 也采用了这一方案。事实上，DS编码传输方式在高速数据传输中有广阔的应用空间，特别是在星载、飞船载电子设备的数据传输中表现出了抗干扰性强、易于实 现、可靠性高的特点。

　　图1 数据-时钟传输方式信号时序图

　　传统的数据-时钟传输方式是在发送一路数据信号的同时发送出一路时钟信号，接收方根据接收到的时钟来提取数据。如图1所示，这种传输方式的容错范围 是0.5比特时间。在传输过程中，如果受到外界温度等环境因素造成的干扰使数据与时钟传输时间不能严格同步，如果过传输中信号偏差超过0.5比特，则会造 成误码。

　　DS编码方式传输的是一路数据信号(DATA)和一路选通信号(STROBE)。应用DS编码,将时钟信号和数据信号进行编码，输出数据信号和选通信号。这样在接收端可以通过对数据和选通两路信号进行简单异或操作来恢复时钟信号。在数据传输中，如果数据信号前后接连两个比 特的值相同，选通信号的状态在传输后一个比特时改变，如果数据信号接连传送的两个比特值不同，那么选通信号在这两个比特时间里保持不变。即在任意两个连续比特数据的间隔处，数据信号与选通信号中只有一个改变状态。如图2所示，相比传统的数据-时钟方式0.5比特时间的容错范围，应用DS编码可将容错范围提高到1比特时间。

　　图2 Data-Strobe编码信号时序图