Przekodowanie EFM-plus w interfejsach szeregowych: Dlaczego 8b10b jest preferowane?

Fri Feb 12, 2016 2:41 pm   

W dniu czwartek, 11 lutego 2016 19:12:17 UTC+1 użytkownik mk napisał:

Ah. Racja. Poczytalem i widze co i jak. Ale tam chyba nadal problemem będzie to aby odróżnić czy w danym ciagu jest 4 czy 5 kolejnych "zer".


To nie był przytyk do Ciebie. Chcialem pokazać że nawet ludzie zajmujący sie tematami tego typu moga mieć problemy z niskopoziomowymi aspektami.


Tak. Innymi słowy ilość zmian sygnału w jednostce czasu.

Fri Feb 12, 2016 2:50 pm   

Użytkownik "J.F." <jfox_xnospamx@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:56bddd4e$0$640$65785112@news.neostrada.pl...

Nic nie wiem o EFM, ale jeśli opierając się na gwarancji, że każdy stan
zawsze trwa co najmniej 3 bity zwiększamy szybkość 3 razy to różnica między
tylnym zboczem po 3 bitach a tylnym po 4 będzie stanowiła 1/3 różnicy między
1 a 2 bitami w normalnej transmisji. Według mnie również oznacza to, że
potrzebna jest 3 razy lepsza precyzja wykrywania pozycji zbocza.

Przy znacznie mniejszych prędkościach (pętle prądowe), gdzie robiłem kiedyś
pomiary co się dzieje ze zboczami zasada jest taka, że im dany stan trwa
dłużej tym kończące go zbocze zostanie bardziej opóźnione. Podejrzewam, że
taka zależność jest zawsze. Analizując wtedy transmisję RS232 brałem pod
uwagę najdłuższy jeden stan trwający 10 bitów, a drugi nieskończoność.
P.G.

Fri Feb 12, 2016 2:58 pm   

Użytkownik "Piotr Gałka" <piotr.galka@cutthismicromade.pl> napisał w
wiadomości news:n9knul$9m0$1$PiotrGalka@news.chmurka.net...

P.G.

Fri Feb 12, 2016 3:02 pm   

Użytkownik "Piotr Gałka" napisał w wiadomości grup
dyskusyjnych:n9knul$9m0$1$PiotrGalka@news.chmurka.net...
Użytkownik "J.F." <jfox_xnospamx@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości

Ale nie zwiekszamy 3 razy, bo z 8 bitow robimy 14
Czyli zwiekszamy niecale 2 razy, a tak naprawde to mniej, bo tych 8
nie moglibysmy tak wprost zapisac, tylko trzeba by jakos przekodowac.
Przykladem takiego przekodowania jest 8/10, czyli mielibysmy 14 bitow
zamiast 10 przesylane.


Nie calkiem - Ty robiles to na linii krotkiej, to sie bardziej liczy
jak filtr RLC.
Teraz mamy transmisje, przy ktorych kabel robi sie linia dluga :-)

Poza tym jesli zmienisz dlugo trwajacy stan to impuls przeleci po
jakims tam czasie, a jesli ten stan bedzie jeszcze dluzej trwal ... to
czas powinien byc ten sam.
To przy skracaniu zaczynaja wychodzic cuda :-)

J.

Fri Feb 12, 2016 3:12 pm   

Piotr Gałka wrote:


Ściślej: precyzja wykrywania zbocza nie jest problemem, bo
wystarczy zwiększyć taktowanie ADC w PHY. Problemem jest
transmisja tego zbocza kanałem o zadanym paśmie. W pewnym
momencie je przekroczysz -- Shanonna nie oszukasz. :-)

Przykład ekstremalny: możemy wyzwolić impuls 1ns
z rozdzielczością również 1ns i robimy to raz na sekundę.
Czekamy tyle nanosekund od umownego początku, ile wynosi
wartość elementu do przesłania. Mamy więc zakres 0..999999999
(~30 bitów) i przesyłamy element z takiego alfabetu raz
na sekundę -- jedna lub dwie zmiany, zależnie jak chcieć
to liczyć. Czy to oznacza, że pasmo kabla to 2Hz? :-)

To samo będzie z zaproponowanym pomysłem, tylko słabiej to widać.

Pozdrawiam, Piotr

Fri Feb 12, 2016 3:15 pm   

J.F. wrote:


To nie ma znaczenia, Jarku. Jedynym istotnym elementem jest black-box
o zadanym paśmie. A czy to jest drut liczony jako układ o stałych
rozłożonych, czy inny laser, to tylko zaciemnia sprawę.

Pozdrawiam, Piotr

Fri Feb 12, 2016 3:23 pm   

Użytkownik "J.F." <jfox_xnospamx@poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:56bde5ed$0$701$65785112@news.neostrada.pl...

Pierwszą wypowiedź zrozumiałem tak, że stosując 8/10 nie zmieniamy czasu
bitu i tracimy (z 1,25G robi się 1G).
Natomiast stosując EFM tracimy 2x bo 8 kodujemy na 16 i zyskujemy 3x właśnie
skracając bit 3 razy (był wzór: 1.25G*3*8/16 = 1.875Gbps).
Piszę opierając się wyłącznie na tych informacjach.


półprzewodników niż z linii.


długo trwającego stanu, ani tym bardziej jeszcze dłużej trwającego.

P.G.

Fri Feb 12, 2016 3:35 pm   

Użytkownik "Piotr Wyderski" napisał w wiadomości grup
dyskusyjnych:n9kpds$h33$1@node2.news.atman.pl...
J.F. wrote:

No nie Piotrze - tzn niby dobrze piszesz, ale diabel tkwi w
szczegolach.
Pierwsza sprawa - a jakie jest pasmo kawalka kabla, np koncentrycznego
? Gigaherce ?

Druga - przy wolnozmiennej petli pradowej dominujacy bedzie wplyw
pojemosci kabla, tzn calkowitej pojemosci.
Calkiem spora moze wyjsc, a prad musi ja przeladowac.

Przy szybkozmiennej trzeba bedzie na to popatrzec jak na linie
transmisyjna - calkiem szybko moze transmitowac, wyjscie moze byc
opoznione od wejscia o pare bitow, ale duzego napiecia na wyjsciu sie
nie uzyska. Bo juz na wejsciu bedzie np 20mA*50 ohm = 1V.
Ktore to 50 ohm przy wolnozmiennnym sygnale w ogole nie ma
uzasadnienia.

A raczej polowa, bo trzeba opornik dopasowujacy, a nawet dwa
Co prawda gdzies tam na wyjsciu linii dlugiej sie ten prad pojawi (tzn
polowa i jeszcze stlumiona), ale detektor trzeba niskonapieciowy.

Taki detektor moze by sobie i z wolnozmiennym poradzil rownie dobrze i
Pawel moglby cos innego napisac :-)

J.

Fri Feb 12, 2016 3:38 pm   

Użytkownik "Piotr Wyderski" <peter.pan@neverland.mil> napisał w wiadomości
news:n9kp7h$55j$1@node1.news.atman.pl...

rozumiem, że to jest to samo tylko bardziej).
Tam było założenie (nie zakładam, że słuszne), że pasmo kabla decyduje o tym
jaki najkrótszy impuls można przesłać i kodując tak, aby bity zawsze były co
najmniej 3 można zwiększyć prędkość 3 razy.
Tutaj zakładając impuls 1ns (dwie zmiany) zakładamy (przez analogię z
poprzednim), że kabel ma pasmo wystarczające do przesłania najkrótszego
impulsu - czyli raczej 1GHz niż 2Hz..
P.G.

Fri Feb 12, 2016 3:43 pm   

J.F. wrote:


W kontekście wątku to nie ma znaczenia. Gigabitowy kabel ma mieć IIRC
pasmo 250MHz na parę przy jakimś tłumieniu i nie jest istotne, czy
Twój ma więcej. Chodzi o to, że wolno mu mieć dokładnie tyle i dalej
spełni normy.


Ale to się w końcu wszystko sprowadzi do tłumienia w funkcji
częstotliwości składowych sygnału i długości kabla (czyli pasma)
oraz zależności ich fazy od tej częstotliwości (czyli dyspersji).
Więcej w tym modelu IMO nie ma, jeśli założymy liniowy zakres
pracy kabla (nie przebija izolacji itp.)


Owszem, to i jeszcze cała masa innych efektów tu będzie miała
udział, ale to efektywnie skończy jako pasmo i dyspersja.

Pozdrawiam, Piotr

Fri Feb 12, 2016 3:47 pm   

Piotr Gałka wrote:


OK, wersja jeszcze bardziej ekstremalna: po zmianie stanu nie wracamy
już do poprzedniego przez jeszcze jedną sekundę, czyli impuls jest
długi (w zakresie [1..2) sekund).

Pozdrawiam, Piotr

Fri Feb 12, 2016 4:57 pm   

Użytkownik "Piotr Wyderski" <peter.pan@neverland.mil> napisał w wiadomości
news:n9krak$j7r$1@node2.news.atman.pl...

Gdybyś napisał, że z tego, że sygnał ma 1Hz (choć wymagana dokładność zbocza
1ns) nie można wyciągać wniosku, że da się go przesłać kablem o paśmie 1Hz
od początku byłoby jasne.
Ale napisałeś jakby odwrotnie - czy z tego, że sygnałowi zdarzyło się mieć
1Hz wynika, że kabel ma 1Hz i to mi nie grało.
P.G.

Fri Feb 12, 2016 8:02 pm   

W dniu 2016-02-11 o 19:12, mk pisze:

gwałtownie rośnie. A jeżeli nie to się nie da zakodować bo jak Cię
zrozumiałem z 8 bitów robisz 16 tak aby minimalna grupa wynosiła 3 bity
tego samego typu, to oznacza 5 grup + 1 bit czyli de fakto jedna grupa
ma 4 bity, zgadza się? a to oznacza że możesz zakodaować tylko 2^5
stanów a to jest mniej niż 2^8, co oznacza że muszą występować grupy
krótsze 2 lub nawet 1 bitowe, czyli wracamy do tego co napisałem w 1
poście, przepustowość przy tym samym paśmie spada o połowę.


--
Pozdr

Janusz_K

Sat Feb 13, 2016 12:03 pm   

Użytkownik "janusz_k" <Janusz_kk@o2.pl> napisał w wiadomości
news:n9la8e$1rb7$1@gioia.aioe.org...


2^5 gdy pierwsza grupa jest 4 bity
2^5 gdy druga jest 4 bity
......
nikt też nie zabronił aby były 4 grupy w tym 5 bitowe.

Nie chce mi się wyszukiwać wszystkich możliwości, ale skoro ktoś to tak
wymyślił to zapewne się da.
P.G.

Sat Feb 13, 2016 11:48 pm   

W dniu 2016-02-12 20:02, janusz_k pisze:

Przyznaję, że nie potrafię zrozumieć Twojego wywodu.


Powtarzam: przekodowanie EFM-plus daje gwarancję niezmienności stanu
linii częściej niż co 3 bity. I to nie jest jakaś cecha uboczna, ale
właśnie wokół tej cechy EFM-plus został zaprojektowany.

Ok... rozumiem, że masz wątpliwości wynikające z tego, że 16 bitów kodu
wyjściowego, po narzuceniu ograniczenia, że stan linii ma być utrzymany
przez co najmniej przez 3 bity (ale nie dłużej niż 11), nie da 256
możliwości, które potrzebne są do reprezentowania 8-bitów ciągu przed
przekodowaniem. Dodatkowo jeszcze ograniczenie, że po sklejeniu dwóch
dowolnych 16 bitowych kodów wyjściowych również nie będzie naruszona
poprzednia reguła.

No to przeprowadziłem trochę obliczeń...
Z punktu kombinatoryki problem jest podobny do problemu obliczenia "na
ile sposobów można wejść po schodach", gdzie dana jest liczba schodów
przy czym można wykonywać krok zwykły, gdzie posuwamy się o jeden
stopień, albo krok długi, gdzie posuwamy się o dwa stopnie.
Problem rozwiązuje się poprzez odkrycie reguły rekurencyjnej: liczba
możliwych sposobów dotarcia do stopnia n jest równa f(n) = f(n-1)+f(n-2).
Od razu też widać bezpośredni związek z ciągiem Fibonacciego.

Nasz problem jest nieco inny: dozwolone są tylko kroki w których
pokonujemy od 3 stopni do 11 w jednym kroku (ktoś tu ostatnio
narzekał na idealnie okrągłe krowy o nieskończenie małej średnicy).
Z racji tego, że już samo wyprowadzenie wzoru na n-ty element ciągu
Fibonacciego trywialne nie jest, to uznałem, że tym bardziej trywialne
nie będzie dla naszego problemu. Więc sięgnąłem po rozwiązanie
algorytmiczne i sporządziłem na kolanie mały programik to obliczający.

I faktycznie wejść na 16 stopni, przy ww. ograniczeniu, da się na 83
sposoby, czyli to odpowiada log2(83) = 6.375... bitów.
No i gdyby się tu zatrzymać, miałbyś rację -- nie da się.

No ale sprawdźmy na ile sposobów da się wejść na 32 stopni przy ww.
ograniczeniu.
Odpowiedź brzmi: 33961
czyli log2(33961) = 15.0516 bitów. Wciąż nie... ale już prawie.

No to 64 stopnie.
Liczba możliwych sposobów wejść ok. 5.62 mld
czyli log2(5.63 mld) = 32.3891 bitów. DA SIĘ!
Strumień 64 bitów przekodowanych jest w stanie nieść 32 bity danych
oryginalnych!

Gdyby jeszcze interesowało kogoś opcja 512 schodów...
Liczba sposobów 6.57*10^82
Log2(6.57*10^82) = 275.114 bitów.
Czyli widać, że EFM-plus nie jest optymalny bo da nam tutaj możliwość
przeniesienia "jedynie" 256 bitów. Daje on jednak ekstra DC-free i po
prostu, domniemuję, daje się go efektywnie zaimplementować.

Nie znam szczegółów pryncypiów działania EFM-plus, ale nie działa on na
zasadzie prostej "look-up table" 8->16 bitów. Wg wiki po każdym
przekodowaniu 8->16 zapamiętywany jest stan w 4-stanowej maszynie i stan
ten jest uwzględniany w kolejnym przekodowaniu 8->16.

pzdr
mk