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8b/10b

一月 10, 2023

8b/10b編碼把8比特的子元转换成10比特的子元。目的是以便在串行传输中達到直流平衡（DC Balance），明晰边界，并提供足够的状态改变来利于时钟恢复。目标是至少在20比特“1”的个数与“0”的个数的差距不超过2个，并且没有连续的5个“1”或“0”。

8b/10b編碼是1983年由IBM的 Al Widmer 與 Peter Franaszek 所提出，应用于ESCON，後來申請成專利。目前廣受串列匯流排所採用。例如：IEEE 1394b、SATA、PCI Express、Infini-band、Fiber Channel、RapidIO等匯流排，都是採用8b/10b編碼。2008年推出的USB 3.0規格書亦明言采用了8b/10b編碼。

8b/10b編碼的提出即是因應光纖的傳輸技術，8b/10b技術是將8個位元經過某種映射的機制轉化為10個位元的字碼，分兩個部位分別進行映射的處理，分別是 5B/6B 與 3B/4B 的處理，另外「D.a.b」是資料碼（D即是Data），「K.a.b」指控制碼（K即是Key），a與b表示输入的原始資料。

工作原理

8b/10b編碼輸出位元數目總共是10個位元，但只有「+2」「+0」「-2」三種組合。其中「+2」是指4個位元0，與6個位元1；「+0」是指5個位元“0”，與5個位元“1”；「-2」是指6個位元“0”，與4個位元“1”，利用這種「不均等性— Disparity」的特性而具有強大的直流平衡（DC Balance）功能，可使得发送的“0”、“1”数量保持一致，连续的“1”或“0”基本上不超过5位。

(Disparity = number of "1" - number of "0")

編碼表

8b/10b编码将一组8位元資料分成两组，一组3位元，一组5位元，經過編碼後形成一组4位元和一组6位元，故送發時是一組10位元的資料，解码時再将10位元的資料变换得到8位元資料。編碼過程中低位5位元的資料会进行5B/6B编码，高位3位元的資料则进行3B/4B编码。

例如一組8位元的資料是 10110101：

首先，分成兩組 101 與 10101

a=10101（21） b=101（5），符號為 D21.5，在下表中的位序为HGFEDCBA，a（EDCBA）经过5B/6B编码为abcdei，b（HGF）经过3B/4B编码为fghj。

RD = Running Disparity.

不均等性的執行規則
Previous RD Disparity of 6 or 4 Bit Code Disparity chosen Next RD
−1  0  0 −1
−1 ±2 +2 +1
+1  0  0 +1
+1 ±2 −2 −1

5b/6b

5B/6B code
input RD = −1 RD = +1 input RD = −1 RD = +1
EDCBA abcdei EDCBA abcdei
D.00 00000 100111 011000 D.16 10000 011011 100100
D.01 00001 011101 100010 D.17 10001 100011
D.02 00010 101101 010010 D.18 10010 010011
D.03 00011 110001 D.19 10011 110010
D.04 00100 110101 001010 D.20 10100 001011
D.05 00101 101001 D.21 10101 101010
D.06 00110 011001 D.22 10110 011010
D.07 00111 111000 000111 D.23 † 10111 111010 000101
D.08 01000 111001 000110 D.24 11000 110011 001100
D.09 01001 100101 D.25 11001 100110
D.10 01010 010101 D.26 11010 010110
D.11 01011 110100 D.27 † 11011 110110 001001
D.12 01100 001101 D.28 11100 001110
D.13 01101 101100 D.29 † 11101 101110 010001
D.14 01110 011100 D.30 † 11110 011110 100001
D.15 01111 010111 101000 D.31 11111 101011 010100
K.28 11100 001111 110000

† Same code is used for K.x.7

3b/4b

3b/4b code
input RD = −1 RD = +1 input RD = −1 RD = +1
HGF fghj HGF fghj
D.x.0 000 1011 0100 K.x.0 000 1011 0100
D.x.1 001 1001 K.x.1 ‡ 001 0110 1001
D.x.2 010 0101 K.x.2 ‡ 010 1010 0101
D.x.3 011 1100 0011 K.x.3 011 1100 0011
D.x.4 100 1101 0010 K.x.4 100 1101 0010
D.x.5 101 1010 K.x.5 ‡ 101 0101 1010
D.x.6 110 0110 K.x.6 ‡ 110 1001 0110
D.x.P7 † 111 1110 0001
D.x.A7 † 111 0111 1000 K.x.7 † ‡ 111 0111 1000

Control symbols

5b/6b 與 3b/4b 表可能導致下列 12 控制符號（control symbols）允許被發送，K.28.1， K.28.5， K.28.7 是逗号（，）序列：

控制符號（Control symbols）
input RD = −1 RD = +1
HGF EDCBA abcdei fghj abcdei fghj
K.28.0 000 11100 001111 0100 110000 1011
K.28.1 † 001 11100 001111 1001 110000 0110
K.28.2  010 11100 001111 0101 110000 1010
K.28.3  011 11100 001111 0011 110000 1100
K.28.4  100 11100 001111 0010 110000 1101
K.28.5 † 101 11100 001111 1010 110000 0101
K.28.6  110 11100 001111 0110 110000 1001
K.28.7 ‡ 111 11100 001111 1000 110000 0111
K.23.7  111 10111 111010 1000 000101 0111
K.27.7  111 11011 110110 1000 001001 0111
K.29.7  111 11101 101110 1000 010001 0111
K.30.7  111 11110 011110 1000 100001 0111

與 8b/10b 相關技術

目前IBM的專利已過期，此方案已成為大眾化的技術。

8B/10B 編碼的應用如下

數位音效

重要的應用面:

  • Digital Audio Tape
  • Digital Compact Cassette (DCC).

用於 audio 與 data CDs:

與 128b/13xb 相關技術

128b/13xb編碼的應用如下：

外部連結

  • Original paper by Franaszek and Widmer（页面存档备份，存于互联网档案馆）.
  • 美國專利第4,486,739号（于2002年6月30日失效）

Template:位编码

一月 10, 2023
編碼把8比特的子元转换成10比特的子元, 目的是以便在串行传输中達到直流平衡, balance, 明晰边界, 并提供足够的状态改变来利于时钟恢复, 目标是至少在20比特, 的个数与, 的个数的差距不超过2个, 并且没有连续的5个, 編碼是1983年由ibm的, widmer, peter, franaszek, 所提出, 应用于escon, 後來申請成專利, 目前廣受串列匯流排所採用, 例如, ieee, 1394b, sata, express, infini, band, fiber, channel, rap. 8b 10b編碼把8比特的子元转换成10比特的子元 目的是以便在串行传输中達到直流平衡 DC Balance 明晰边界 并提供足够的状态改变来利于时钟恢复 目标是至少在20比特 1 的个数与 0 的个数的差距不超过2个 并且没有连续的5个 1 或 0 8b 10b編碼是1983年由IBM的 Al Widmer 與 Peter Franaszek 所提出 应用于ESCON 後來申請成專利 目前廣受串列匯流排所採用 例如 IEEE 1394b SATA PCI Express Infini band Fiber Channel RapidIO等匯流排 都是採用8b 10b編碼 2008年推出的USB 3 0規格書亦明言采用了8b 10b編碼 8b 10b編碼的提出即是因應光纖的傳輸技術 8b 10b技術是將8個位元經過某種映射的機制轉化為10個位元的字碼 分兩個部位分別進行映射的處理 分別是 5B 6B 與 3B 4B 的處理 另外 D a b 是資料碼 D即是Data K a b 指控制碼 K即是Key a與b表示输入的原始資料 目录 1 工作原理 1 1 編碼表 1 1 1 5b 6b 1 1 2 3b 4b 1 1 3 Control symbols 2 與 8b 10b 相關技術 2 1 數位音效 3 與 128b 13xb 相關技術 4 外部連結工作原理 编辑8b 10b編碼輸出位元數目總共是10個位元 但只有 2 0 2 三種組合 其中 2 是指4個位元0 與6個位元1 0 是指5個位元 0 與5個位元 1 2 是指6個位元 0 與4個位元 1 利用這種 不均等性 Disparity 的特性而具有強大的直流平衡 DC Balance 功能 可使得发送的 0 1 数量保持一致 连续的 1 或 0 基本上不超过5位 Disparity number of 1 number of 0 編碼表 编辑 8b 10b编码将一组8位元資料分成两组 一组3位元 一组5位元 經過編碼後形成一组4位元和一组6位元 故送發時是一組10位元的資料 解码時再将10位元的資料变换得到8位元資料 編碼過程中低位5位元的資料会进行5B 6B编码 高位3位元的資料则进行3B 4B编码 例如一組8位元的資料是 10110101 首先 分成兩組 101 與 10101a 10101 21 b 101 5 符號為 D21 5 在下表中的位序为HGFEDCBA a EDCBA 经过5B 6B编码为abcdei b HGF 经过3B 4B编码为fghj RD Running Disparity 不均等性的執行規則 Previous RD Disparity of 6 or 4 Bit Code Disparity chosen Next RD 1 0 0 1 1 2 2 1 1 0 0 1 1 2 2 15b 6b 编辑 5B 6B code input RD 1 RD 1 input RD 1 RD 1EDCBA abcdei EDCBA abcdeiD 00 00000 100111 011000 D 16 10000 011011 100100D 01 00001 011101 100010 D 17 10001 100011D 02 00010 101101 010010 D 18 10010 010011D 03 00011 110001 D 19 10011 110010D 04 00100 110101 001010 D 20 10100 001011D 05 00101 101001 D 21 10101 101010D 06 00110 011001 D 22 10110 011010D 07 00111 111000 000111 D 23 10111 111010 000101D 08 01000 111001 000110 D 24 11000 110011 001100D 09 01001 100101 D 25 11001 100110D 10 01010 010101 D 26 11010 010110D 11 01011 110100 D 27 11011 110110 001001D 12 01100 001101 D 28 11100 001110D 13 01101 101100 D 29 11101 101110 010001D 14 01110 011100 D 30 11110 011110 100001D 15 01111 010111 101000 D 31 11111 101011 010100K 28 11100 001111 110000 Same code is used for K x 7 3b 4b 编辑 3b 4b code input RD 1 RD 1 input RD 1 RD 1HGF fghj HGF fghjD x 0 000 1011 0100 K x 0 000 1011 0100D x 1 001 1001 K x 1 001 0110 1001D x 2 010 0101 K x 2 010 1010 0101D x 3 011 1100 0011 K x 3 011 1100 0011D x 4 100 1101 0010 K x 4 100 1101 0010D x 5 101 1010 K x 5 101 0101 1010D x 6 110 0110 K x 6 110 1001 0110D x P7 111 1110 0001D x A7 111 0111 1000 K x 7 111 0111 1000Control symbols 编辑 5b 6b 與 3b 4b 表可能導致下列 12 控制符號 control symbols 允許被發送 K 28 1 K 28 5 K 28 7 是逗号 序列 控制符號 Control symbols input RD 1 RD 1HGF EDCBA abcdei fghj abcdei fghjK 28 0 000 11100 001111 0100 110000 1011K 28 1 001 11100 001111 1001 110000 0110K 28 2 010 11100 001111 0101 110000 1010K 28 3 011 11100 001111 0011 110000 1100K 28 4 100 11100 001111 0010 110000 1101K 28 5 101 11100 001111 1010 110000 0101K 28 6 110 11100 001111 0110 110000 1001K 28 7 111 11100 001111 1000 110000 0111K 23 7 111 10111 111010 1000 000101 0111K 27 7 111 11011 110110 1000 001001 0111K 29 7 111 11101 101110 1000 010001 0111K 30 7 111 11110 011110 1000 100001 0111與 8b 10b 相關技術 编辑目前IBM的專利已過期 此方案已成為大眾化的技術 8B 10B 編碼的應用如下 PCI Express 1 0 2 0 IEEE 1394b Serial ATA SAS SSA Gigabit Ethernet 光纖通道 InfiniBand XAUI Serial RapidIO 英语 RapidIO DVI和HDMI 最小化傳輸差分訊號 DVB Asynchronous Serial Interface ASI DisplayPort Main Link HyperTransport Common Public Radio Interface CPRI USB 3 0數位音效 编辑 重要的應用面 Digital Audio Tape Digital Compact Cassette DCC 用於 audio 與 data CDs Compact Disc Eight to Fourteen Modulation與 128b 13xb 相關技術 编辑128b 13xb編碼的應用如下 PCI Express 3 0 4 0 128b 130b USB 3 1 Gen2 128b 132b SAS 4 DisplayPort 2 0 NVLink外部連結 编辑Original paper by Franaszek and Widmer 页面存档备份 存于互联网档案馆 美國專利第4 486 739号 于2002年6月30日失效 Template 位编码 取自 https zh wikipedia org w index php title 8b 10b amp oldid 73025094, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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