1.1 高速串行接口简介

高速串行通信接口（High Speed Serial Interface，HSSI）是指数据的位传输率较高（Mb/s以上）的串行通信的接口，包括USB、平板图像传输用的FPD-Link接口、视频传输用的接口DVI、高清多媒体传输用的接口HDMI和其他运用高速串行通信的场合。本书主要讲解高速串行通信在视频接口上的运用。

随着互联网的高速发展，在通信的各个领域，数据传输量的速度增长，特别是在数字视频、高清晰电视、彩色图像等方面，数据量相当惊人，然而数据传输主要决定于数据处理器和传输线路。由于近些年来，硅工艺技术的发展，特别是在CMOS工艺方面，已经使芯片内的时钟频率和微处理器的速度达到GHz级，解决了处理速度慢的问题。在传输线路方面，由于驱动受阻抗约束，电路要消耗过多的能量，提高了封装和散热处理装置的成本。过去，片外高速数据的传输是通过大量的并行来实现的，这样就会增加集成电路封装以及印制电路板的复杂程度。

然而，并行数据的高速传输必然要考虑的是各路信号的传输时钟要同步，传输线路上的信号损耗基本相同，各并行数据的干扰小。但是，这样的传输方式只适合于短距离、低速度的传输，而对于高速的数据传输，特别是大数据量的视频接口方面，这样的接口方式是不适用的，会出现高的错误率；另外，数据线多了会使得传输的损耗增大，损耗大了就要求驱动电路的功率增大。这些不足又会带来其他的问题，所以并行传输不适合高速的数据传输。

高速的数据传输要求串行传输，而要提高数据的传输速度主要考虑下面几方面：传输损耗小、干扰也要求小、传输数据稳定性好（采用简单的数字信号传输）及其他方面。最初的物理层的实现是基于发射极耦合逻辑信号电平，因为功耗太大。目前的点对点物理层接口，如RS-232、RS-422、RS-485、SCSI以及其他数据传输标准，由于在速度、噪声、EMI/EMC、功耗、成本等方面所固有的限制，使其越来越难以胜任实际的应用，所以在一些低电压工作环境中受到限制。

在高速点对点数据传输中，低压差分信号（LowVoltage Differential Signaling，LVDS）技术具有可以对发射极耦合逻辑和各种高速I/O接口提供低功耗、低电压的特点。LVDS正是在这种背景下发展起来的驱动高速数据传输技术，现在广泛地应用在电信通信、数据通信和显示设备上的点对点通信中。高速数据通信可分为系统间的通信和系统内的通信，LVDS技术主要应用在系统内的数据通信，这是由于系统间的通信一般需要标准的通信协议，例如IEEE 1394、吉比特以太网等。如果在系统内使用这些协议，则在硬件和软件上的开销太大，所以简单、廉价的LVDS技术成为系统内数据通信的主要技术。LVDS技术主要应用在电路板内部、电路板与电路板之间，甚至机架与机架之间的数据通信，其传输介质为铜芯线或印制电路板连线。

随着高清晰度电视（HDTV），计算机技术、数字显示技术的高速发展，视频接口也有高的速度要求，以Intel和Silicon Image 为代表的数字显示工作组（Digit Display Working Group，DDWG）于1999年建立了广泛的数字显示接口（DigitalVisual Interface，DVI）标准。DVI接口利用最小转换差分信号TMDS链路将像素数据进行最小变换的直流平衡编码，实现高速数字显示数据的传输；编码器、链路、采样都以像素时钟为参考时钟，使像素时钟中的抖动在三部分电路中同步，很好地实现了高速、低抖动的数据通信。在这种背景下，TMDS及其编码技术就这样产生了，主要应用在高速大数据量传输的通信领域中。