4 8b/10b編/解碼設計

8b/10b編碼的原理是將一組連續的8位數據分解成兩組數據，一組3位，一組5位，經過編碼後分別成爲一組4位的代碼和一組6位的代碼，從而組成一組10位的數據發送出去。相反，解碼是將一組10位的輸入數據經過變換得到8位數據位。數據值可以統一的表示爲DX．Y或KX．Y，其中D表示爲數據代碼，K表示爲特殊的命令代碼。X表示輸入的原始數據的低5位EDCBA，Y表示輸入的原始數據的高3位HGF。因此8b／10b編碼邏輯可分解爲兩個子邏輯塊，一個5b／6b編碼器(EDCBA<—>iedcba)和一個3b／4b編碼器(HGF<—>jhgf)。編碼原理圖如下圖所示。

在8b/10b編碼過程中，會出現字符不一致的情況，即一組字符中“1”和“0”的個數不一致的情況，這種情況稱作差異度。當字符中的“0”比“1”多時，稱作負極性；“1”比“0”多時，稱作正極性；“0”和“1”相等時，爲零極性。編碼規則規定，非零極性的編碼結果（包括4位結果，6位結果和組合的10位結果）的極性必須依次翻轉[1]。比如，如果6位編碼結果具有正的極性，則接下來的4位結果應該具有負的極性，如果接下來的4位結果具有零極性，則繼續要求4位結果後面6位結果具有負的極性，以此類推。

4.1 K_encode模塊設計

控制字在 8b/10b 編碼中只有 12 組，可以整體查表的方法實現：

4.2 D_encode 模塊設計

數據字編碼共有 256 組，通常將其劃分爲3b/4b 編碼和 5b/6b 編碼分別進行

編碼，5b/6b 和 3b/4b 編碼表如表 4-2 和 4-3 所示。編碼結果欄目下，編碼結果爲

中性的只有 1 列，編碼結果極性不平衡的，分成了兩列，左邊一列的編碼結果具

有正極性，右邊一列的編碼結果具有負極性。

編碼表中有兩點需要注意：

1、表 4-2 中的 D.7 和表 4-3 中 D.x.3 的編碼結果，其編碼結果中“1”與“0”的個數相等，它本身是零極性的，但是其編碼結果卻有兩種可能；

2、表 4-3 中輸入爲 D.x.7 的編碼結果可能四種：1110、0001、0111 和 1000，

做出這樣規定的目的是爲了消除編碼結果 eifgh 出現 5 個連續“1”或者“0”的

情況。

4.3 編碼仿真

4.4 Comma 檢測原理

SerDes 接口在發送端將字節信息經過編碼和串並轉換後，經過信道傳輸到接收機上，接收機對收到的串行碼流進行重定時，並把它們重新恢復成並行的字節數據。Comma 信號就是用來指示字節邊界，獲取和驗證字節同步（ByteSynchronization）的。爲了有效達到這個目的，Comma 信號必須具有以下兩個特性：它必須是獨一無二的，2、相對於字節邊界，它能產生一個統一的對齊。在不考慮錯誤的情況下，Comma 信息不能出現在其他 bit 位上，既不能出現在其他字符中，也不能出現在兩個字符之間。符合這兩個條件的0011111 和 0011111 被選作是 Comma 信號，包含有 Comma 信號的 K.28.1（001111 1001 或 110000 0110），K.28.5（001111 1010 或 110000 0101），K.28.7（001111 1000 或 110000 0111）被稱爲 Comma 字符。如果碼流中出現兩個或者 3 個交疊的 Comma 信號，只有第一個和第三個 Comma 信息會被檢測出來。比如出現兩個 K.28.7，碼流00111110000011111000 中會出現三個 Comma 信號：0011111，1100000 和 0011111，這樣只有第一個和第三個 Comma 會被認爲是合法的，這符合碼流中實際上只有兩個 K.28.7 的情況。雖然 K.28.7 不容易出現錯碼（其他碼要錯兩位纔可能變爲K.28.7），但是它的跳變密度比較低，不利於時鐘數據恢復。所以在實際應用中，一般只使用 K.28.1、K.28.5 作爲 Comma 字符，而不使用 K.28.7。

Comma 檢測就是檢測串行碼流中的 Comma 信息，然後把字節邊界調整到Comma 信號之前，實現字節邊界的對準，爲 8b/10b 解碼器提供正確的並行輸入信號，其功能如圖所示。