许磊, 顾庆水, 欧莽平, 郭明亮

(1.中海油田服务股份有限公司, 河北 三河 065201; 2.电子科技大学电子工程学院, 四川 成都 611731)

0 引 言

测井系统数据传输一般分2个部分:电缆上的数据传输和井下仪器总线的数据传输。电缆上的数据传输速度已达1 Mbit/s以上[1],当前使用的井下仪器总线主要有贝克休斯公司的1553B、斯伦贝谢公司的DTB、中国公司CAN及以太网总线等。其中1553B速率230 kbit/s,DTB速率100 kbit/s,CAN总线最大传输速率仅为1 Mbit/s且受限于40 m的传输距离[23],这些总线的实际有效数据传输速率远远低于1 Mbit/s。以太网总线应用于测井系统中,而且传输速率够快,但可用的网络芯片温度性能太差,勉强在175 ℃的测井温度下使用[4],离200 ℃以上的高温要求相差甚远。本文研制成功基于8b/10b编解码技术的10 Mbit/s高速仪器总线[15],总线通过8b/10b编解码技术以及位同步技术,结合冲突检测和重传机制,保证了高速数据传输的稳定和可靠,传输距离可达100 m,耐温高于200 ℃。

1 8b/10b编码原理

8b/10b编码由IBM公司提出,在传输数据流中“1”和“0”的个数基本相当,连续的“1”或“0”不超过5个,极大地保证了传输信号的直流平衡,编码后的串行数据流包含同步时钟信息,接收端易于实现时钟恢复,传输效率和可靠性较高,在高速串行总线中应用广泛[6]。

8b/10b基本编码规则是将输入的8 bit数据(8b)按照编码规则映射为10 bit数据(10b)。编码过程中,先将输入数据分解成2组数据,一组拥有低5 bit数据(5b),一组拥有高3 bit数据(3b),2组数据分别进行5b/6b编码和3b/4b编码,再将编码后的4 bit数据(4b)和6 bit的数据(6b)合并为10 bit数据(10b),完成编码。

8b/10b编码数据可统一表示为DX.Y或KX.Y,其中D表示其为数据代码,K表示其为控制代码,X表示输入的原始数据低5 bit的EDCBA,Y表示输入数据的高3 bit的HGF[6-8]。……