• 硬件杂谈
  • 上拉电阻和下拉电阻
  • AMBA
  • Others
• 芯片杂烩
• 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？

芯片杂烩

我接触到的芯片分门别类罗列如下：

类别	名称	厂家
Low MCU（追求低价）	LPC4088	NXP
Hi MCU（追求性能）	ASAP1826T	alphascale
	MDM9215M	Qualcomm
Wifi Low Power SOC	QCA4002	Qualcomm Atheros
	RTL8711AF	Realtek
	ESP8266	Espressif(乐鑫)
BLE SOC	QN9021	NXP
Wifi SOC	RTL8881AB	Realtek
	MT7620A	MTK
Nand Flash	MT29F4G08ABBEAH4	Micron Technology
	HY27UF081G2A	Hynix
Wifi Audio	RTL8871AM	Realtek
	RT5350F	Ralink
	AR9331	Qualcomm Atheros
	ATV3603	炬力
Audio Codec	WM8728	Wolfson
	TAS5731M	Texas Instruments
	MAX5556	MAXIM

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？