• 硬件杂谈
  • 上拉电阻和下拉电阻
  • AMBA
  • Others
• 外设接口杂谈
  • USB_IN和USB_OUT
  • UART
  • 各种外设接口物理层对比
    • 1.数据线
    • 2.时钟线
    • 3.数据有效
    • 参考
  • I2C
  • SMBus
  • MIPI
  • 网线
• 硬盘

硬件杂谈

上拉电阻和下拉电阻

上拉就是将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，电阻同时起限流作用。下拉同理，也是将不确定的信号通过一个电阻钳位在低电平。

上拉是对器件输入电流，下拉是输出电流；强弱只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分；对于非集电极（或漏极）开路输出型电路（如普通门电路）提供电流和电压的能力是有限的，上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路输出电流通道。

AMBA

AMBA：Advanced Microcontroller Bus Architecture

AXI：Advanced eXtensible Interface

AHB：Advanced High-performance Bus

ASB：Advanced System Bus

APB：Advanced Peripheral Bus

Others

SERDES是英文SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)的简称。

在一个独立的信道上，每次同时传输1bit为串口，每次同时传输多个bit为并口。

标准的串口如XAUI，HDMI等，每对差分线组成一个信道（channel）,每个信道是否能成功传输并不取决于其他信道。

而DDR这种，10根线组成一个信道，每次同时传8bit，错了某一bit只能重新传，便是标准并口。

但前述串口本身由于包含多个信道，有一些并行的意思，因此也被称为并用多组差分串行。

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https://mp.weixin.qq.com/s/ZexnsNmqsD2yq-7YNASohw

数模转换器的基本原理及DAC类型简介

https://mp.weixin.qq.com/s/1XmbkoRkXUtmR0pnENhfGA

基于高速DDFS的高精度DAC的设计

https://mp.weixin.qq.com/s/aavlfxII5PW_RrsF6nS99g

模-数转换(A/D)技术

http://mp.weixin.qq.com/mp/homepage?__biz=MzUyMTA2OTM1MA==&hid=4&sn=192b1f4e49979e13c7df491725415d06&scene=18

一个OLED方面的公众号

https://mp.weixin.qq.com/s/lBRHV1mnO1JMwlnO_rQjxA

LCD与OLED之争：谁才是真正的赢家？

https://zhuanlan.zhihu.com/p/48343011

芯片中的数学——均衡器EQ和它在高速外部总线中的应用。这个blog主要介绍了眼图的概念。

https://mp.weixin.qq.com/s/oCBSGVtGSwq9c59rcVc2-A

无线接收器的百年创新及架构发展史

https://mp.weixin.qq.com/s/KPmkphlJFv5dScLlhAigEw

新型存储器技术盘点

https://zhuanlan.zhihu.com/p/54517790

内存条应该怎么插？为什么要从远端插起？不遵循为啥还可以work？有啥副作用？

https://mp.weixin.qq.com/s/AJA01Cvm3k2HntUUAg9FPg

关于“陶瓷电容”，你不知道的事

https://mp.weixin.qq.com/s/NKWvIJ7-J_IugnAgUehVIg

博通要卖掉的射频前端，是个怎样的市场？

https://www.zhihu.com/question/514589190

为什么嘉立创打PCB不要钱？

外设接口杂谈

USB_IN和USB_OUT

粗看这个也觉得奇怪，USB总线是双向传输的，怎么还有IN和OUT的区别。后来才知道这是相对于USB HUB而言的。靠近根节点的那边是IN，靠近设备的那边是OUT。这里之所以用“靠近”这个词，是因为USB是树状结构的，USB HUB相当于是这个树中，层与层之间的连接器。

USB HUB的典型实例是用的比较广的1路转2路或者1路转4路的USB扩展器。

UART

UART的硬件形态分为TTL、RS232和RS485等，其中最常用的是RS232，也就是有的PC主板上提供的那种9针的接口。

从原理来讲，RS485和USB类似都采用了双绞线和差分编码。

各种外设接口物理层对比

这里不打算罗列各种外设接口的规格参数，也不打算给出一个表格对比各个方面。我的目的是在对比各种外设接口的过程中，总结设计外设接口所需要注意的地方。

1.数据线

外设接口的目的是传输数据，因此数据线是必不可少的。由于一根数据线无法同时处于两种状态，因此，必须有两根独立的数据线，才能实现真正的全双工。否则，至多是半双工。

2.时钟线

时钟用于划分数据位，起到标尺的作用，否则通信双方是无法理解一段高电平表示的是多少个“1”。（这里假设高电平表示“1”）

时钟有三种形式：

1.约定式。通信双方约定一个时钟频率进行通信。最典型的是UART接口。这种方式的好处是无需时钟线。但由于两侧时钟是异步时钟，时间长了之后就会出现同步错误，因此这种方式只适合慢速接口。一个改进的方法是通过在数据中加入停止位，来纠正累积的时钟同步误差。

2.时钟线。这种方式通常设计为主从式，即主设备提供时钟信号，而从设备利用该信号同步自己的时钟。比较典型的是I2C、I2S、SPI。

3.时钟线和数据线混合式。典型如USB所采用的差分编码，虽然是两根数据线D+和D-，但从信息量来说，相当于其他接口的数据线+时钟线。也可以换句话来说，由于时钟和数据是信息中相互独立的分量，因此，无论采用何种编码方式，都不能以少于2根线的方式提供完整的数据线+时钟线的功能。

正因为如此，USB 2.0虽然有两根数据线，但它实际上只是个半双工接口。而USB 3.0在USB 2.0的基础上，又添加了两根数据线，才成为了真正的全双工设备。

3.数据有效

分为电平式和边沿式两种。前者如I2C，只允许数据在时钟信号为低电平时改变，后者如SPI，规定数据在时钟信号的边沿有效。

参考

https://www.zhihu.com/question/308406342

SPI总线协议如何理解？

I2C

I2C的读写时序一般如上图所示。从中可以看出I2C的数据由从机地址、读写标志位、寄存器地址和普通数据位组成。其中后面的三部分在其他的外设接口中也能见到，意义大致相同，这里就不赘述了。这里重点谈谈从机地址。

I2C相比于UART和SPI，其优点在于一个接口可以外接多个设备（多个从设备的情况较多）。从机地址就是用于区分这些设备的。以7位从机地址为例，高4位一般由设备厂家分配设定，低3位由用户设定。因此一个I2C总线上可以挂接多个同类设备，只要用户设定好它们的地址就可以了。与SPI的片选不同，I2C的用户设定位采用连接上下拉电阻的方式设定，而不用连接到主设备上。

在Linux内核中，使用I2C_BOARD_INFO宏设置从机地址。

SMBus

SMBus(System Management Bus,系统管理总线)是1995年由Intel提出的，应用于移动PC和桌面PC系统中的低速率通讯总线。由于它大部分基于I2C总线规范，因此在Linux内核中，被归类为I2C总线。

参考：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/201075632

什么是I3C总线？它和I2C和SMBus是什么关系？

https://mp.weixin.qq.com/s/7PiFeh7DXPfghMTypFC_bQ

I3C下一代接口技术

MIPI

MIPI（Mobile Industry Processor Interface）联盟在2003年由ARM、Nokia、ST、TI等公司成立，目的是把手机内部的接口如摄像头、显示屏接口、射频/基带接口等标准化，从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。

网线

硬盘

早期，磁带和硬盘驱动器的面密度相似。但由于的市场规模和硬盘销售收入的增加，为更大规模的研发工作提供了资金，这使得他们的制造商能够更积极地扩大存储密度。因此，大容量硬盘驱动器的当前面密度约为最新磁带驱动器的100倍。

相比之下，磁带存储设备目前的区域密度远低于超顺磁极限。因此，磁带的摩尔定律可以持续十年或更长时间，而不会遇到基础物理学方面的障碍。

磁带的规格由LTO组织负责制定：

https://www.lto.org/

名称	容量	传输速率
LTO 1	100GB	15MB/s
LTO 2	200GB	35MB/s
LTO 3	400GB	80MB/s
LTO 4	800GB	120MB/s
LTO 5	1.5TB	140MB/s
LTO 6	2.5TB	160MB/s
LTO 7	6TB	300MB/s
LTO 8	12TB	360MB/s
LTO 9	18TB	400MB/s

以上类型只向下兼容两代，两代中最近的一代为读写兼容，之后为只读兼容，速度仍然按照各个类型的速度，例如LTO4可以读写LTO3速度为80M/s，可以只读LTO2的磁带速度为35M/s。

LTO磁带机的价格非常昂贵，LTO 9目前需要5万元，即使是被淘汰的LTO 5也需要800元。所以如果数据规模小于10块千元主流硬盘的话，磁带存储没有任何价格优势。

参考：

https://mp.weixin.qq.com/s/Fzu5YmWYxEohDJjmcGGjhQ

为什么说，数据存储的未来属于磁带

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千年盘，是美国Millenniata的公司将推出新型磁盘存储技术，这种光盘新技术可以将数据在室温下存储1000年，使用这种技术的特殊光盘叫Millennial Disc。

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https://zhuanlan.zhihu.com/p/38847308

为什么硬盘转速是5400或者7200这么奇怪的数字？7200转的硬盘一定比5400快吗？

https://www.zhihu.com/answer/470917953

Windows等操作系统是如何做到复制几G文件不出错的？

https://mp.weixin.qq.com/s/7athL-OWrFSxMwxqvR73TA

为了让你的硬盘资源能完好地传给曾曾曾孙，科学家想到了这些办法

https://mp.weixin.qq.com/s/ChAfcT5xDgExiEXytTfynw

关于存储技术的最强入门科普

https://www.sohu.com/a/394211914_444417

SMR硬盘到底能用不？

https://zhuanlan.zhihu.com/p/378639081

给大家科普下什么是叠瓦盘？顺便告诉你叠瓦盘为什么不能买？