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跟李凡老师学FPGA扩频通信D01:串行通信基础(20170418课堂笔记)

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lcytms 发表于 2017-5-7 22:43:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 lcytms 于 2017-5-7 23:51 编辑

李凡老师学FPGA扩频通信D01:串行通信基础(20170418课堂笔记)

用笨笔头整理课堂笔记,用以备忘,温故而知新。
整理文稿的细节处未能一一体现李凡老师讲课精髓和独特风采,有待下一步补充完善。
感谢李凡老师博大精深的学识、孜孜不倦的教诲,并敬请李凡老师原谅本人拙劣的课堂笔记。

近期精彩课程安排如下图。
实际执行可能会有所调整,谨供参考。

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 楼主| lcytms 发表于 2017-5-7 22:44:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 lcytms 于 2017-7-13 15:42 编辑

0903
        从今天开始呢,我们进入通信的课程。
        FPGA的应用,其中有很大一个比例,是用在通信上。
        据说DSP的一些架构,就是跟FPGA的Altera的通信的用户有关。
        所以说呢,FPGA非常重要的一个应用方向,和通信密不可分。
        通过这门课程的讨论,我们来了解通信的一个基本的规则,基本的方法,工具,还有通信里面一个一个的技术。
        我们通过像WiFi、蓝牙,以及我们的移动通信里面普遍应用的扩频,我们做个讨论。

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 楼主| lcytms 发表于 2017-7-13 15:43:37 | 显示全部楼层
0904
        我们虽然说的是通信,communication,但实际上呢,它的含义,不仅仅是跟信息的传输、收发直接关联,像移动通信、远程的数据通信、互联网的通信,像巡航导弹,设备和设备之间的通信。

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晓灰灰 发表于 2017-7-14 09:18:13 | 显示全部楼层
温故而知新。
大鹏 发表于 2017-7-14 09:37:54 | 显示全部楼层
通信在fpga的领域应用的越来越广泛了!
 楼主| lcytms 发表于 2017-7-15 11:17:38 | 显示全部楼层
0905
        这些通信呢,我们可以用communication来概括,没有问题。
        但是呢,它也有更广义的含义。它不仅仅指的是数据收发端的通信,也指的是逻辑和逻辑之间,芯片和芯片之间,信息的交互。
        我们今天要说的通信,指的是串行通信。
        什么是串行的?
        什么是并行的呢?
        我们用过并行打印机,我们知道,一端通过并行电缆接到电脑上。
        它可以在同一个时钟节拍发送总线信号。
 楼主| lcytms 发表于 2017-7-15 11:18:28 | 显示全部楼层
0906
        我们现在介绍的是串行通信。
        所谓串行,就是在单位时间内,只有一个比特信息的传输。
        而并行呢,是在指定的时刻,会有若干个比特被发送。
        我们现在的通信,大多数都是建立在串行通信的基础上。
        比方说,像光纤通信。
        一根光纤在特定的时间段,它只有一个比特被传输。
        卫星也是,微波也是。
        为什么我们在真实的通信系统里面,大多都用串行通信?
 楼主| lcytms 发表于 2017-7-15 11:28:20 | 显示全部楼层
0907
        其实理由很简单,一,有一个成本的问题。并行打印机,如果就在我们边上,我们用一个并行电缆就行了。
        但是光缆不同了,像海底光缆,一走几百公里,它一个信道就是一个成本。
        这是一个理由。
        还有,像卫星通信,在指定的频道上,特定的时刻,只有一个比特的加载。
        如果要想同时加载多个比特的话,你会用多个频道来传输,这样的话,卫星的收发器的成本就要提升。
        限于成本,卫星的收发器限制在单一的频道上发送数据,那么指定的时刻,只可能是一个比特。
 楼主| lcytms 发表于 2017-7-15 11:29:50 | 显示全部楼层
0908
        所以说卫星通信只可能是串行通信。
        微波通信也是如此。
        这些通信都涉及到,在单位时间,只有一个比特的加载,就是串行通信。
        另外呢,我们说有第二个理由,更重要的理由,因为现在通信的速度是越来越高,越来越快。
        并行通信看起来很快,一个比特可以有多个信号的加载,但是它有一个非常严峻的问题,就是窗口问题,当我们的并行总线有16根线的时候,在一个时钟节拍下面,16根线都会翻转。
        必然有的翻转快,有的翻转慢。
        这16根线必须要全部翻转完了以后,这才得到有效的数据,下一拍也是如此。
        这样的话呢,就会形成一个窗口。
        最后一个比特,构成了有效窗口的左边界,以及窗口的第一个比特,构成了这个窗口的右边界。
 楼主| lcytms 发表于 2017-7-15 11:31:54 | 显示全部楼层
0909
        窗口的左边界和窗口的右边界,构成了窗口的宽度。
        有效窗口的宽度,就一定会小于时钟周期。使得并行的高速传输受限。
        在其它一些高端课程,我们也会体验到窗口效应。
        正是由于这些原因,大多数的通信都是串行通信。
        说到通信,我们就不可避免地要提到一个人。
        现代通信,都是数字通信。在没有电子设备之前,人类的通信主要靠喊。
        还有信鸽、烽火、狼烟等等。
        但是有了电子管以后,马可尼的第一次跨洋通信,电报通信。
        用摩尔斯码来传送。
        它仍然是模拟的。
        再后来,爱迪生发明了电话之后,仍然是用模拟的方法来传输。
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