為什么serdes？

serdes是串行傳輸的一種。

串行數據傳輸：因為在芯片內部數據都是并行傳輸的，只是在芯片發送器一端轉換為串行形式，在接收器一端又轉換回并行數據。在兩個芯片之間的串行傳輸過程中 時鐘問題是導致誤碼率降低的瓶頸。

高速電路中，時鐘分為系統同步時鐘和源同步時鐘，在要求長距離且時鐘要求高的情況下兩種時鐘系統都會產生相應的問題。從而出現了serdes芯片，在串行數據傳輸過程中不傳輸時鐘信號，而是在數據的上升沿恢復出時鐘信號，解決了時鐘不同步出現誤碼的情況。

什么是串行與并行?

數字數據通信接口可以分為兩大類：串行接口和并行接口。串行數據是把一個數值(如1字節，即8bit)進行單通道(如一根導線)傳輸，每次傳輸1bit。在接收端，每個比特都被讀出并重新組合為1個字節。

串行數據傳輸

上圖所示的同步串行接口，這表明數據的發送和接收是由從發送器到接收器的一個時鐘信號協調的(SerDes就是去除了這個時鐘信號)。豎直虛線表明接收器檢測輸入信號高(1)/低電平(0)的時間點，它可能位于每個時鐘脈沖的起始(上升沿)或結束(下降沿)。上圖中，檢測點在時鐘脈沖的上升沿。注：異步數據傳輸方式，它不需要時鐘。

而并行數據傳輸，可以將一個完整的字節(單詞或更大的數據)一下子從發送器傳輸到了接收器。如你所料，并行接口比串行接口快得多，因為并行-串行和串行-并行的解/譯碼步驟被省略了。而并行傳輸的缺點是：需要足夠數量的傳輸線(導線)來傳輸單獨的數字。

并行數據傳輸

對于并行數據傳輸，只設置一個控制脈沖(上圖稱為：數據選通)是絕對必要的。當接收器檢測到要讀入(數字信號中稱為鎖存)的脈沖時，并行數據就排成一列進入數據寄存器。注：上圖中垂直的虛線代表數據被檢測到并載入到接收器寄存器的時間。

串行和并行各自有什么優越點和應用場景

串行和并行通信各自有其優越點和應用場景，具體如下：

串行通信的優越點：

1. 傳輸距離遠：串行通信使用單根傳輸線，可以傳輸的距離更遠，傳輸線的長度可以達到幾百米甚至幾千米。

2. 傳輸速度快：串行通信可以使用高速傳輸協議，比如SATA、USB3.0等，可以達到很高的傳輸速度。

3. 傳輸可靠性高：串行通信使用單根傳輸線，信號傳輸的穩定性更高，抗干擾能力更強，傳輸數據的可靠性更高。

串行通信的應用場景：

1. 高速數據傳輸：串行通信可以使用高速傳輸協議，適用于需要高速數據傳輸的場景，如存儲設備、網絡通信等。

2. 長距離傳輸：串行通信可以傳輸的距離更遠，適用于需要長距離傳輸的場景，如遠程監控、電力通信等。

并行通信的優越點：

1. 傳輸速度快：并行通信可以同時傳輸多個比特位，傳輸速度更快，適用于需要高速數據傳輸的場景。

2. 數據帶寬大：并行通信可以同時傳輸多個比特位，數據帶寬更大，適用于需要大數據傳輸的場景。

3. 傳輸效率高：并行通信可以同時傳輸多個比特位，傳輸效率更高，適用于需要高效率數據傳輸的場景。

并行通信的應用場景：

1. 大數據傳輸：并行通信可以同時傳輸多個比特位，數據帶寬更大，適用于需要大數據傳輸的場景，如高清視頻傳輸等。

2. 高效率數據傳輸：并行通信可以同時傳輸多個比特位，傳輸效率更高，適用于需要高效率數據傳輸的場景，如并行計算等。

串行和并行各自有什么缺點呢

串行和并行通信各自有其缺點，具體如下：

串行通信的缺點：

1. 數據帶寬窄：串行通信采用單根傳輸線，數據帶寬相對較窄，無法同時傳輸多個數據流。

2. 延遲較高：串行通信需要將數據流分成多個數據包進行傳輸，因此傳輸延遲相對較高。

3. 設計復雜：串行通信需要使用調制解調器等復雜的硬件設計，增加了系統設計的復雜性。

并行通信的缺點：

1. 傳輸距離短：并行通信需要使用多根傳輸線，傳輸距離相對較短，無法傳輸長距離數據。

2. 抗干擾能力差：并行通信使用多根傳輸線，信號之間容易相互干擾，抗干擾能力較差。

3. 設計難度大：并行通信需要使用多個傳輸線和多路復用器等復雜的硬件設計，增加了系統設計的難度。

總的來說，串行通信適用于需要長距離傳輸和高可靠性數據傳輸的場景，但帶寬相對較窄；并行通信適用于需要高速數據傳輸和大數據傳輸的場景，但傳輸距離相對較短，抗干擾能力較差。

什么是同步與異步?

同步和異步這兩術語指的是傳送的數據在發送器和接收器之間的傳遞方式。同步傳輸依靠時鐘信號或傳送脈沖協調數據傳送的時間，而異步傳輸不需要這些參量。

同步：同步通信是一種連續串行傳送數據的通信方式，一次通信只傳送一幀信息。這里的信息幀與異步通信中的字符幀不同，通常含有若干個數據字符。

采用同步通信時，將許多字符組成一個信息組，這樣，字符可以一個接一個地傳輸，但是，在每組信息(通常稱為幀)的開始要加上同步字符，在沒有信息要傳輸時，要填上空字符，因為同步傳輸不允許有間隙。在同步傳輸過程中，一個字符可以對應5～8位。當然，對同一個傳輸過程，所有字符對應同樣的數位，比如說n位。這樣，傳輸時，按每n位劃分為一個時間片，發送端在一個時間片中發送一個字符，接收端則在一個時間片中接收一個字符。

同步傳輸時，一個信息幀中包含許多字符，每個信息幀用同步字符作為開始，一般將同步字符和空字符用同一個代碼。在整個系統中，由一個統一的時鐘控制發送端的發送和空字符用同一個代碼。接收端當然是應該能識別同步字符的，當檢測到有一串數位和同步字符相匹配時，就認為開始一個信息幀，于是，把此后的數位作為實際傳輸信息來處理。

異步：異步通信是一種很常用的通信方式。異步通信在發送字符時，所發送的字符之間的時間間隔可以是任意的。當然，接收端必須時刻做好接收的準備。發送端可以在任意時刻開始發送字符，因此必須在每一個字符的開始和結束的地方加上標志，即加上開始位和停止位，以便使接收端能夠正確地將每一個字符接收下來。異步通信的好處是通信設備簡單、便宜，但傳輸效率較低(因為開始位和停止位的開銷所占比例較大)。最經典的就是串口傳輸。

審核編輯：劉清