跟李凡老师学FPGA扩频通信D01：串行通信基础（20170418课堂笔记）

跟李凡老师学FPGA扩频通信D01：串行通信基础（20170418课堂笔记）

用笨笔头整理课堂笔记，用以备忘，温故而知新。
整理文稿的细节处未能一一体现李凡老师讲课精髓和独特风采，有待下一步补充完善。
感谢李凡老师博大精深的学识、孜孜不倦的教诲，并敬请李凡老师原谅本人拙劣的课堂笔记。

近期精彩课程安排如下图。
实际执行可能会有所调整，谨供参考。

0903
        从今天开始呢，我们进入通信的课程。
        FPGA的应用，其中有很大一个比例，是用在通信上。
        据说DSP的一些架构，就是跟FPGA的Altera的通信的用户有关。
        所以说呢，FPGA非常重要的一个应用方向，和通信密不可分。
        通过这门课程的讨论，我们来了解通信的一个基本的规则，基本的方法，工具，还有通信里面一个一个的技术。
        我们通过像WiFi、蓝牙，以及我们的移动通信里面普遍应用的扩频，我们做个讨论。

0904
        我们虽然说的是通信，communication，但实际上呢，它的含义，不仅仅是跟信息的传输、收发直接关联，像移动通信、远程的数据通信、互联网的通信，像巡航导弹，设备和设备之间的通信。

温故而知新。

通信在fpga的领域应用的越来越广泛了！

0905
        这些通信呢，我们可以用communication来概括，没有问题。
        但是呢，它也有更广义的含义。它不仅仅指的是数据收发端的通信，也指的是逻辑和逻辑之间，芯片和芯片之间，信息的交互。
        我们今天要说的通信，指的是串行通信。
        什么是串行的？
        什么是并行的呢？
        我们用过并行打印机，我们知道，一端通过并行电缆接到电脑上。
        它可以在同一个时钟节拍发送总线信号。

0906
        我们现在介绍的是串行通信。
        所谓串行，就是在单位时间内，只有一个比特信息的传输。
        而并行呢，是在指定的时刻，会有若干个比特被发送。
        我们现在的通信，大多数都是建立在串行通信的基础上。
        比方说，像光纤通信。
        一根光纤在特定的时间段，它只有一个比特被传输。
        卫星也是，微波也是。
        为什么我们在真实的通信系统里面，大多都用串行通信？

0907
        其实理由很简单，一，有一个成本的问题。并行打印机，如果就在我们边上，我们用一个并行电缆就行了。
        但是光缆不同了，像海底光缆，一走几百公里，它一个信道就是一个成本。
        这是一个理由。
        还有，像卫星通信，在指定的频道上，特定的时刻，只有一个比特的加载。
        如果要想同时加载多个比特的话，你会用多个频道来传输，这样的话，卫星的收发器的成本就要提升。
        限于成本，卫星的收发器限制在单一的频道上发送数据，那么指定的时刻，只可能是一个比特。

0908
        所以说卫星通信只可能是串行通信。
        微波通信也是如此。
        这些通信都涉及到，在单位时间，只有一个比特的加载，就是串行通信。
        另外呢，我们说有第二个理由，更重要的理由，因为现在通信的速度是越来越高，越来越快。
        并行通信看起来很快，一个比特可以有多个信号的加载，但是它有一个非常严峻的问题，就是窗口问题，当我们的并行总线有16根线的时候，在一个时钟节拍下面，16根线都会翻转。
        必然有的翻转快，有的翻转慢。
        这16根线必须要全部翻转完了以后，这才得到有效的数据，下一拍也是如此。
        这样的话呢，就会形成一个窗口。
        最后一个比特，构成了有效窗口的左边界，以及窗口的第一个比特，构成了这个窗口的右边界。

0909
        窗口的左边界和窗口的右边界，构成了窗口的宽度。
        有效窗口的宽度，就一定会小于时钟周期。使得并行的高速传输受限。
        在其它一些高端课程，我们也会体验到窗口效应。
        正是由于这些原因，大多数的通信都是串行通信。
        说到通信，我们就不可避免地要提到一个人。
        现代通信，都是数字通信。在没有电子设备之前，人类的通信主要靠喊。
        还有信鸽、烽火、狼烟等等。
        但是有了电子管以后，马可尼的第一次跨洋通信，电报通信。
        用摩尔斯码来传送。
        它仍然是模拟的。
        再后来，爱迪生发明了电话之后，仍然是用模拟的方法来传输。