原创 8B/10B编码

8B/10B编码是目前高速串行通信中经常用到的一种编码方式。直观的理解就是把8bit数据编码成10bit来传输，为什么要引入这种机制呢？其根本目的是“直流平衡（DC Balance）”。当高速串行流的逻辑1或逻辑0有多个位没有产生变化时，信号的转换就会因为电压位阶的关系而造成信号错误，直流平衡的最大好处便是可以克服以上问题。
    将8bit编码成10bit后，10B中0和1的位数只可能出现3种情况：
1.有5个0和5个1
2.有6个0和4个1
3.有4个0和6个1
    这样引出了一个新术语“不均等性（Disparity）”，就是1的位数和0的位数的差值，根据上面3种情况就有对应的3个Disparity 0、-2、+2。

 

工作原理
    8bit原始数据会分成两部分，其低5位会进行5B/6B编码，高3位则进行3B/4B编码，这两种映射关系在当时已经成为了一个标准化的表格。人们喜欢把8bit数据表示成Dx.y的形式，其x=5LSB(least significant bit最低有效位)，y=3MSB(most significant bit最高有效位)。

例如一个8bit数据101 10101，x=10101(21) y="101"(5)，现在我们就把这8bit数据写成D21.5，明白了吧！
Dx.y形式在进行5B/6B和3B/4B编码中表示更直观，下面我们来看看两张编码表：
对于8bit数据，它在表中的位序为HGFEDCBA，即H为最高位，A为最低位，EDCBA经过5B/6B编码为abcdei，HGF经过3B/4B编码为fghj。传送10bit编码的顺序为abcdeifghj。

? 3B/4B使用K.x.7

? 对于D.x.7，当和5B/6B组合时D.x.P7和D.x.A7编码必须选择一个来避免连续的5个0或1。遇上连续5个0或1的情况下使用“逗号码”来进行校准。D.x.A7用在x=17 x="18" x="20当RD"=-1时，x=11 x="13" x="14" 当RD=+1时。当x=23 x="27" x="29" x="30时"，使用K.x.7进行编码。其他情况下x.A7码不能被使用，他将会导致和其他“逗号序列”产生冲突。
? 候补编码K.x.y允许K.28.1 K.28.5 K.28.7作为“逗号码”来保证数据流中的唯一性。

 

    你们也许注意到了表中有个RD标志，它是Running Disparity的缩写，它的目的就是保持8B/10B编码中的直流平衡。它跟上面提到的Disparity其实是一样的意思，+1用来表示1比0多，-1用来表示0比1多，-1是它的初始化状态。下面我们来看一张表来加深理解：

    上面我们提到的“逗号码”和“逗号序列”，其实都是当初在规划8B/10B编码机制的时候，所谓的控制代码（Control Characters）的其中之一。8B/10B标准中使用了12个特殊的控制代码，他们能在数据中被发送，还可以组合成各种“原语”。

? 在控制代码中，K.28.1 K.28.5 K.28.7 是逗号序列，逗号序列是用来校准用的，如果K.28.7没有被使用，序列0011111 或者 1100000 是不会出现在任何编码中的。
? 在实际编码中如果K.28.7可以被使用，一种更复杂的校准规范需要?被使用，它们能组合成各种“原语”，在任何情况下多个K.28.7序列不允许被同时使用，它将导致不可探测的逗号序列。

 

参考文档：http://en.wikipedia.org/wiki/8B10B