LVDS：高速、低功耗、稳健的数据传输

　　典型的 3.3 V 或 5 V 逻辑信号通常足以满足短距离芯片到芯片（即板内）通信，即使时钟频率在兆赫范围内也是如此。设计良好的 PCB 可以被认为是一个受到相当保护的环境，其中数字信号不太可能因噪声或寄生电抗而经历严重的退化。
　　但当数字数据（尤其是高速数据）离开这个受保护的环境时（例如，当它必须通过长电缆或强烈的 EMI 传输到系统的单独部分时），情况就会发生变化。当存在强噪声源或需要非常高的数据速率（例如，每秒数百兆比特）时，甚至板内通信也可能成为问题。
　　从一根线到两根线
　　在这种情况下，一般的补救措施是从单端逻辑转向差分信号。RS-422/485是一个的接口，但它并未针对高速进行优化。其他选项包括电流模式逻辑 (CML) 和低压正发射极耦合逻辑 (LVPECL)。但是，根据我的经验，更常见的选择是低压差分信号 (LVDS)。
　　LVDS 是一种用于高速、点对点数字通信的标准化接口。 “点对点”是指一台发射器和一台接收器； LVDS 并不是为了促进系统中众多设备之间的通信，而是为了快速有效地将大量数据从一个设备移动到另一设备。
　　信号

　　LVDS 使用（您猜对了！）低电压摆幅差分信号，如下所示：

　　标称共模电压为 1.2 V，差分对中每个信号的标称电压范围为高于共模电压 150 mV 至低于共模电压 150 mV。这意味着每个信号的电压仅变化 300 mV，大约比单端 3.3 V 逻辑信号的电压摆幅低一个数量级。
　　尽管逻辑低电平和逻辑高电平之间的电压差很小，但差分信号（与双绞线和屏蔽电缆结合使用）的优点使 LVDS 能够提供高度可靠的通信。
　　低压优势
　　低压摆幅信令不仅仅是数据完整性问题，还可以节省电力并提高速度：
　　端接电阻器两端的电压越低，电流就越小，而电源电压越低，通常会降低功耗（请记住，CMOS 功耗与 VDD平方 成正比）。
　　电压转换不能立即发生；信号从一种电压转移到另一种电压需要时间，因此逻辑低电平和逻辑高电平之间的距离较短，可以通过减少每次逻辑转换所需的时间来实现更高频率的操作。

　　LVDS 是一种高性能标准，可以实现接近甚至超过每秒 1 GB 的数据速率（尽管速度必须随着电缆长度的增加而降低）。但不要被吓倒——大量用户友好的集成电路使 LVDS 成为一个非常平易近人的接口。使用现成的 LVDS 驱动器和接收器将标准逻辑转换为 LVDS，然后再转换回标准逻辑并不困难，而且终止也很简单：

　　当提供待转换信号的设备（例如微控制器）速度太慢而无法以所需频率生成串行数据时，LVDS 就特别有价值。在这种情况下，您可以将 LVDS 串行器与 LVDS 解串器结合使用 - 前者将并行标准逻辑输入转换为串行 LVDS 输出，后者将串行 LVDS 数据转换回并行标准逻辑信号（此串行器数据表/解串器对为您提供了我所指的示例）。