Переключение отраженной волны [1] — это метод передачи сигналов, используемый в объединительных компьютерных шинах, таких как PCI .
Объединительная компьютерная шина — это тип многослойной печатной платы , которая имеет по крайней мере один (почти) сплошной медный слой , называемый плоскостью заземления, и по крайней мере один слой медных дорожек, которые используются в качестве проводов для сигналов. Каждый сигнал передается по линии передачи , образованной его дорожкой и узкой полоской заземления непосредственно под ней. Эта структура известна в радиотехнике как микрополосковая линия.
Каждый сигнал передается от передатчика к одному или нескольким приемникам. Большинство компьютерных шин используют двоичные цифровые сигналы, которые представляют собой последовательности импульсов фиксированной амплитуды. Чтобы получить правильные данные, приемник должен обнаружить каждый импульс один и только один раз. Для этого разработчик должен учитывать высокочастотные характеристики микрополоски.
Когда импульс подается в микрополоску передатчиком, его амплитуда зависит от соотношения импедансов передатчика и микрополоски. Импеданс передатчика — это просто его выходное сопротивление . Импеданс микрополоски — это ее характеристическое сопротивление , которое зависит от ее размеров и материалов, используемых в конструкции объединительной платы. Когда передний фронт импульса ( падающая волна ) проходит через приемник, он может иметь или не иметь достаточную амплитуду для обнаружения. Если это так, то говорят, что система использует переключение падающей волны . Эта система использовалась в большинстве компьютерных шин до PCI, таких как шина VME .
Когда импульс достигает конца микрополоски, его поведение зависит от условий схемы в этой точке. Если микрополоска правильно подключена (обычно с помощью комбинации резисторов ), импульс поглощается, а его энергия преобразуется в тепло . Это имеет место в шине переключения падающей волны. Если, с другой стороны, на конце микрополоски нет окончания и импульс сталкивается с разомкнутой цепью, он отражается обратно к источнику. Когда эта отраженная волна движется обратно по микрополоске, ее амплитуда добавляется к амплитуде исходного импульса. Поскольку отраженная волна проходит через приемник во второй раз, на этот раз в противоположном направлении, она теперь имеет достаточную амплитуду для обнаружения. Именно это и происходит в шине переключения отраженной волны .
В шинах с коммутацией падающей волны отражения от конца шины нежелательны, и их необходимо предотвратить путем добавления оконечной нагрузки. Оконечная нагрузка трассы падающей волны варьируется по сложности: от согласованной по постоянному току, связанной по переменному току, до терминатора с одним последовательным резистором, но все оконечные устройства падающей волны потребляют как мощность, так и пространство (Джонсон и Грэм, 1993). Однако шины переключения падающей волны могут быть значительно длиннее, чем шины переключения отраженной волны, работающие на той же частоте.
Если ограниченная длина шины приемлема, шина с коммутацией отраженной волны будет потреблять меньше энергии и меньше компонентов для работы на заданной частоте. Шина должна быть достаточно короткой, чтобы импульс мог пройти двойную длину объединительной платы (один полный путь для падающей волны и другой для отраженной волны), и достаточно стабилизироваться, чтобы быть считанным за один цикл шины. Время в пути можно рассчитать, разделив длину пути автобуса туда и обратно на скорость распространения сигнала (которая составляет примерно от половины до двух третей c , скорости света в вакууме).