摘要前言

如果您剛接觸 高速設(shè)計(jì)領(lǐng)域 ，很容易被工程師日常頻繁使用的術(shù)語(yǔ)所困擾： 標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議以及適用哪些連接器 。它們難道不是一回事嗎？并非如此。本文將嘗試解析您可能遇到的一些縮寫詞和術(shù)語(yǔ)之間的區(qū)別。

若以體育為例：

l 標(biāo)準(zhǔn)，如同規(guī)則手冊(cè)（國(guó)際足聯(lián)制定足球規(guī)則）。

l 協(xié)議，則是在這些規(guī)則下進(jìn)行的特定比賽（場(chǎng)上球隊(duì)的傳球、射門和得分）。

l 互連器件，是比賽進(jìn)行的場(chǎng)地或體育場(chǎng)。沒有它，球員便無(wú)處相聚。

或者，換一種方式理解： 正方形是矩形，但并非所有矩形都是正方形。協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)的一部分，但并非所有標(biāo)準(zhǔn)都定義協(xié)議 。

對(duì)于設(shè)計(jì)需要多技術(shù)協(xié)同工作的系統(tǒng)而言，厘清這些術(shù)語(yǔ)至關(guān)重要。如果上述類比仍不夠清晰，讓我們進(jìn)一步解析這個(gè)謎題的每個(gè)部分。

什么是標(biāo)準(zhǔn)？

標(biāo)準(zhǔn)是由行業(yè)機(jī)構(gòu)制定并發(fā)布的一套指南。 標(biāo)準(zhǔn)確保了不同公司生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠相互操作、滿足性能預(yù)期并符合規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)及規(guī)范示例如下：

l IEEE – 定義以太網(wǎng)、Wi-Fi等眾多標(biāo)準(zhǔn)。

l PCI-SIG – 維護(hù)PCI Express標(biāo)準(zhǔn)。

l USB-IF – 負(fù)責(zé)USB規(guī)范。

l VITA – 制定如VNX+等堅(jiān)固嵌入式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)

l ISO/IEC – 涵蓋無(wú)數(shù)行業(yè)的全球標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)您依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就是在 確保您的系統(tǒng)能夠“與其他系統(tǒng)良好協(xié)作” 。標(biāo)準(zhǔn)通常涵蓋電氣要求、信令方法、機(jī)械外形尺寸、合規(guī)性測(cè)試等。下方圖示為部分Samtec合作與支持的全球標(biāo)準(zhǔn)組織。

什么是協(xié)議？

協(xié)議是 設(shè)備為交換信息而遵循的一套規(guī)則 。標(biāo)準(zhǔn)定義了宏觀框架，而協(xié)議則管轄通信的語(yǔ)言。示例如下：

l PCIe – CPU、GPU和擴(kuò)展卡之間的通信方式。

l 以太網(wǎng) – 用于網(wǎng)絡(luò)通信的基于數(shù)據(jù)包的通信

l USB – 外設(shè)的即插即用連接。

l CAN – 廣泛應(yīng)用于汽車系統(tǒng)。

l MIPI – 移動(dòng)設(shè)備中攝像頭和顯示器的接口。

l SPI/I2C – 簡(jiǎn)單的芯片間通信。

協(xié)議定義了 數(shù)據(jù)的打包、傳輸和錯(cuò)誤檢查方式 。它們 依賴于滿足標(biāo)準(zhǔn)中概述的電氣要求的物理互連器件（如連接器和線纜） 。上圖所示，您可在Samtec Solutionator參數(shù)化搜索工具中按協(xié)議篩選。同時(shí)，您幾乎可以在每個(gè)產(chǎn)品頁(yè)面上找到完整的對(duì)應(yīng)協(xié)議列表。

標(biāo)準(zhǔn) vs 協(xié)議：它們?nèi)绾闻c連接器協(xié)同工作

此處的類比很有幫助：

l 標(biāo)準(zhǔn)是交通法規(guī)（限速、車道規(guī)則）。

l 協(xié)議是車輛及其駕駛方式（汽車、卡車、信令“語(yǔ)言”）。

l 連接器是允許車輛實(shí)際通行的道路和立交橋。

它們是獨(dú)立的，但缺一不可。例如：

l PCIe 協(xié)議，依賴于PCI Express 標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義電氣和機(jī)械要求。

l Samtec邊緣卡連接器，提供了實(shí)現(xiàn)PCIe通信的物理接口。

這種分層防止了混亂。如果每個(gè)人都自定規(guī)則、自行設(shè)計(jì)車輛、自建不兼容的高速公路立交，結(jié)果將是混亂不堪。

應(yīng)用實(shí)踐案例

下表展示了標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和連接器在實(shí)踐中如何對(duì)應(yīng)：

此表中的示例并非詳盡無(wú)遺，但展示了模式： 標(biāo)準(zhǔn)定義框架，協(xié)議管轄通信，連接器實(shí)現(xiàn)互聯(lián) 。

為什么標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議在設(shè)計(jì)中至關(guān)重要

如果您是負(fù)責(zé)新系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程師，需要在設(shè)計(jì)周期早期考慮以下三點(diǎn)：

l 您的應(yīng)用需要哪種協(xié)議？（例如：用于高帶寬CPU-GPU鏈路的PCIe。）

l 哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)管轄該協(xié)議？（例如：PCI-SIG定義PCIe的電氣和機(jī)械層。）

l 哪種連接器能夠滿足電氣、機(jī)械和熱管理需求？（例如：用于PCIe Gen 6的Samtec Edge Rate?連接器。）

值得注意的是，并非每個(gè)設(shè)計(jì)都需要遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 。

假設(shè)您正在開發(fā)一個(gè) 內(nèi)部或?qū)Ｓ邢到y(tǒng) ，例如封閉的測(cè)試臺(tái)或定制嵌入式設(shè)計(jì)。在這種情況下，您可以決定自定義信令、數(shù)據(jù)格式或互連方法。在這些情況下，您可以修改或忽略標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的規(guī)則，因?yàn)椴恍枰獠康幕ゲ僮餍浴?/p>

然而，當(dāng)您的設(shè)計(jì) 需要與外部設(shè)備、客戶或生態(tài)系統(tǒng)接口時(shí) ，標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議就變得至關(guān)重要。這就是為什么大多數(shù)商業(yè)產(chǎn)品，尤其是在數(shù)據(jù)中心、汽車、航空航天和消費(fèi)電子領(lǐng)域的產(chǎn)品，都嚴(yán)格遵循它們的原因。

Samtec的互連解決方案

在Samtec，我們與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)和協(xié)議開發(fā)者緊密合作，確保我們的互連器件經(jīng)過測(cè)試并針對(duì)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化。一些示例：

Flyover? 技術(shù)，旨在滿足下一代以太網(wǎng)（IEEE 802.3）和PCIe（PCI-SIG）的需求。

FireFly? 光學(xué)系統(tǒng)，支持MIPI及其他在銅纜達(dá)到極限時(shí)的高帶寬協(xié)議。

Bulls Eye? 測(cè)試系統(tǒng)，為工程師提供驗(yàn)證是否符合當(dāng)今最嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)的工具。

通過持續(xù)參與行業(yè)組織，Samtec確保我們的產(chǎn)品不僅滿足已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，更能預(yù)見未來(lái)。

小 結(jié)

標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和連接器聽起來(lái)可能像是流行語(yǔ)，但它們是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)：在設(shè)計(jì)流程早期將它們協(xié)調(diào)一致，您將節(jié)省時(shí)間、避免麻煩，并 構(gòu)建出經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)的系統(tǒng) 。