1.1 高速串行接口簡介

高速串行通信接口（High Speed Serial Interface，HSSI）是指數據的位傳輸率較高（Mb/s以上）的串行通信的接口，包括USB、平板圖像傳輸用的FPD-Link接口、視頻傳輸用的接口DVI、高清多媒體傳輸用的接口HDMI和其他運用高速串行通信的場合。本書主要講解高速串行通信在視頻接口上的運用。

隨著互聯網的高速發展，在通信的各個領域，數據傳輸量的速度增長，特別是在數字視頻、高清晰電視、彩色圖像等方面，數據量相當驚人，然而數據傳輸主要決定于數據處理器和傳輸線路。由于近些年來，硅工藝技術的發展，特別是在CMOS工藝方面，已經使芯片內的時鐘頻率和微處理器的速度達到GHz級，解決了處理速度慢的問題。在傳輸線路方面，由于驅動受阻抗約束，電路要消耗過多的能量，提高了封裝和散熱處理裝置的成本。過去，片外高速數據的傳輸是通過大量的并行來實現的，這樣就會增加集成電路封裝以及印制電路板的復雜程度。

然而，并行數據的高速傳輸必然要考慮的是各路信號的傳輸時鐘要同步，傳輸線路上的信號損耗基本相同，各并行數據的干擾小。但是，這樣的傳輸方式只適合于短距離、低速度的傳輸，而對于高速的數據傳輸，特別是大數據量的視頻接口方面，這樣的接口方式是不適用的，會出現高的錯誤率；另外，數據線多了會使得傳輸的損耗增大，損耗大了就要求驅動電路的功率增大。這些不足又會帶來其他的問題，所以并行傳輸不適合高速的數據傳輸。

高速的數據傳輸要求串行傳輸，而要提高數據的傳輸速度主要考慮下面幾方面：傳輸損耗小、干擾也要求小、傳輸數據穩定性好（采用簡單的數字信號傳輸）及其他方面。最初的物理層的實現是基于發射極耦合邏輯信號電平，因為功耗太大。目前的點對點物理層接口，如RS-232、RS-422、RS-485、SCSI以及其他數據傳輸標準，由于在速度、噪聲、EMI/EMC、功耗、成本等方面所固有的限制，使其越來越難以勝任實際的應用，所以在一些低電壓工作環境中受到限制。

在高速點對點數據傳輸中，低壓差分信號（LowVoltage Differential Signaling，LVDS）技術具有可以對發射極耦合邏輯和各種高速I/O接口提供低功耗、低電壓的特點。LVDS正是在這種背景下發展起來的驅動高速數據傳輸技術，現在廣泛地應用在電信通信、數據通信和顯示設備上的點對點通信中。高速數據通信可分為系統間的通信和系統內的通信，LVDS技術主要應用在系統內的數據通信，這是由于系統間的通信一般需要標準的通信協議，例如IEEE 1394、吉比特以太網等。如果在系統內使用這些協議，則在硬件和軟件上的開銷太大，所以簡單、廉價的LVDS技術成為系統內數據通信的主要技術。LVDS技術主要應用在電路板內部、電路板與電路板之間，甚至機架與機架之間的數據通信，其傳輸介質為銅芯線或印制電路板連線。

隨著高清晰度電視（HDTV），計算機技術、數字顯示技術的高速發展，視頻接口也有高的速度要求，以Intel和Silicon Image 為代表的數字顯示工作組（Digit Display Working Group，DDWG）于1999年建立了廣泛的數字顯示接口（DigitalVisual Interface，DVI）標準。DVI接口利用最小轉換差分信號TMDS鏈路將像素數據進行最小變換的直流平衡編碼，實現高速數字顯示數據的傳輸；編碼器、鏈路、采樣都以像素時鐘為參考時鐘，使像素時鐘中的抖動在三部分電路中同步，很好地實現了高速、低抖動的數據通信。在這種背景下，TMDS及其編碼技術就這樣產生了，主要應用在高速大數據量傳輸的通信領域中。