嵌入式系统常用高速串行接口技术详解

各位电子工程师、嵌入式码农、硬件攻城狮们，是否曾对着主板上密密麻麻的接口陷入沉思？它们就像一个个性格迥异的“社交达人”，有的负责高速飙车，有的专攻低声细语。今天，咱们就来扒一扒这些接口的“人设”和“职场用途”，保准让你会心一笑，恍然大悟！

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一、网络通信接口：RGMII

RGMII（Reduced Gigabit Media Independent Interface）是千兆以太网MAC层与PHY芯片间的标准并行接口协议。其通过数据/控制信号与时钟的精准时序配合，在12引脚基础上实现1Gbps传输速率。接口采用双数据率（DDR）传输机制，时钟频率为125MHz，通过上下边沿分别采样4位数据达成千兆速率。关键特性包括：

• 时序约束严格（TX/RX delay需通过PCB绕线或寄存器配置补偿）

• 支持10/100/1000Mbps自适应速率

• 包含TXC/RXC（时钟）、TXD/RXD（数据）、TX_CTL/RX_CTL（控制）信号组

典型应用场景为网络交换机、工业网关及网络处理器与PHY芯片的互连。

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二、音频采集接口：PDM与I2S

1. PDM（脉冲密度调制）

• 采用1位量化过采样技术，通过单线数据流传输音频

• 典型架构包含CLK时钟线与DAT数据线，支持双麦克风时分复用（左右声道交替传输）

• 信噪比（SNR）通常为60-100dB，适用于智能音箱、TWS耳机等消费电子产品的MEMS麦克风阵列

2. I2S（集成电路音频总线）

• 标准三线制同步串行接口：SCK（位时钟）、WS（字选择）、SD（数据）

• 支持主从模式配置，数据位宽通常为16/24/32bit

• 广泛用于Hi-Fi音频编解码器、数字信号处理器及高品质音频采集系统