[发明专利]一种基于数据位宽展开的scramble与descramble硬件实现方法

说明书

本发明公开了一种基于数据位宽展开的scramble与descramble硬件实现方法，展开后进行冗余项消除并一次性算出当前运算周期scramble/descramble的运算结果以及移位后移位寄存器的值，对于USB3.1和PCI‑Express3.0协议定义的scramble和descramble多项式具有比较好的效果，能够获得比较小的硬件延时，使系统可以工作在更高的频率。

技术领域

本发明属于USB领域，更具体地，涉及一种基于数据位宽展开的scramble与descramble硬件实现方法。

背景技术

USB是英文Universal Serial Bus（通用串行总线）的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB标准于1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出，现已经被广泛应用于电脑，手机，数码相机等各种电子设备。

USB标准由USB官方组织USB-IF制定和维护，从开始至今依次发布了USB1.1,USB2.0, USB3.0和USB3.1四个版本，新版本前向兼容旧版本。每个版本支持的最大传输速率分布为：

USB1.1： 12Mbps；

USB2.0：480Mbps；

USB3.0：5Gbps；

USB3.1：10Gbps；

PCI-Express是Peripheral Component Interconnect Express的缩写，是一种高速串行电脑扩展总线标准，广泛用于电脑主板和扩展设备如可显卡、声卡、网卡、内置Modem、IEEE1394卡、IDE接口卡、RAID卡、电视卡、视频采集卡以及其它种类繁多的扩展卡之间的连接。PCI-Express支持从1条通道链接（Lane）到32条通道链接，具有非常强的伸缩性，以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求。

PCI-Express标准由PCI-SIG (PCI Special Interest Group) 组织制定和维护，现有的主要版本以及单条通道链接支持的最大传输速率：

PCI-Express 2.0： 5Gbps

PCI-Express 3.0: 8Gbps

Scramble是根据特定的多项式，通过线性反馈的方式根据二进制的原始数据生成伪随机数序列，scramble之后二进制数据0和1的分布更为均衡，可以减少高速传输时的电磁辐射干扰（Electromagnetic interferenceEmission），与scramble相对应的将伪随机数还原成原始数据的方法称为descramble。USB3.1和PCI-Express 3.0协议中都使用了scramble和descramble技术，发送方将原始数据scramble后进行传输以减小数据高速传输过程中产生的电磁辐射干扰，接收方在接收到数据后先通过descramble还原出原始数据，然后再根据协议对数据进行处理。

USB3.1和PCI-Express 3.0协议中使用了相同的scramble和descramble多项式，协议的物理层（Physical Layer）负责对发出的数据进行scramble处理，并对接收到的数据进行descramble处理。线性反馈的多项式为：G(X)=X23 +X21 +X16 + X8 + X5 +X2 +1。