差動信号伝送の仕組み～制御工学の基礎あれこれ～
シリアル通信 ・シリアル通信の仕組み ・単向、半二重、全二重通信 ・差動信号伝送 ・シングル/マルチマスタ方式 ・クロック同期式/調歩同期式 ・USB ・CAN , LIN ・SENT ・SPI ・Ethernet ・PLC, 重畳回路 ・パリティ,チェックサム,CRC ・データ転送速度 ネットワーク通信 ・ドメイン, DNSサーバ ・通信プロトコル ・メッセージ認証, デジタル署名 ・SSL/TLS ・VPN ・無線通信 ・In English 前提知識 ・シリアル通信の仕組み ・単向、半二重、全二重通信 ・コンパレータ ・Hブリッジ回路 ■差動信号伝送とは 差動信号伝送とは、シリアル通信であっても信号線を2つ使用することで耐ノイズ性を高くすることができる通信方法で、結果的に高速通信が可能となります。 単向通信、半二重通信、全二重通信と共存可能な方式で、たとえ単向通信であっても信号線を2
差動信号伝送のメリット ――使用されている技術と注意点
差動信号だからこそのメリットなのか？ 送受信1対1の差動伝送路の接続形態（トポロジ）では、図1のように2本の線（Positive／Nagative）を使用し、受信端で終端器を使用し接続します。 差動信号伝送は、PCなどのコンシューマーからHPCと呼ばれる先進的なハイパフォーマンスコンピューティングまで、通信や信号伝送が必要な用途で幅広く使用され、欠かせない技術となっています。差動信号のメリットとして一般的に、高速性、安定性、ノイズに強い、消費電力が低い、不要輻射ノイズが小さいなどが挙げられていますが、果たして差動信号だからこそのメリットなのでしょうか？ 1つずつ検証していきましょう。 メリット1）差動信号は高速性に優れている 差動信号は大振幅のCMOS／TTLシングルエンドと比較すると小振幅で、エッジレートが同じ場合でも高速に動作します。図2の緑線はCMOS／TTLのおおよそ3Vの信号、青
差動信号が重要である理由
はじめに 差動信号は、ロジック部品および製品を接続するための主要な手段となり、PCIなどの並列バスアーキテクチャーの多くを置き換えました。差動信号がデジタル世界を支配している主な理由として、並列シングルエンド信号プロトコルよりはるかに高いデータ帯域幅を1対の配線で実現できることが挙げられます。ご存知の通り、インターネットは差動信号なくして成立しません。 差動信号の例を以下に示します。 • USB • PCI Express • HDMI • Infiniband • SATA • 有線イーサネット • Hypertransport® • LVDS • ECL長距離ラインドライバー • 2相クロッキング • DDRクロックおよびデータ線 差動信号は、ほぼ全ての新規設計で選択されるプロトコルになったため、その動作原理、重要な設計上の考慮事項、重要でない事項を理解することが重要です。残念ながら、
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