Abstract
因應高速交換核心的設計需求，在這篇論文中我們提出一個位元填充演算法用以產生一個禁制轉變碼 (forbidden transition codes)，將資料在晶片內高速匯流排中傳送前編碼，以減低資料傳送時鄰近導線之間的串擾效應 (crosstalk effect)。禁制轉變碼乃藉由避免相鄰兩條導線同時產生相反方向的信號轉變，進而達到減低串擾的效果。在相鄰兩條導線不可出現相反方向的信號轉變的限制條件之下，我們首先將高速匯流排轉化為一個禁制轉變通道模型，並推導出其Shannon通道容量，而該通道容量即為所有可能的禁制轉變碼的編碼率之理論最佳值。接著我們針對所提出的位元填充演算法進行最壞情況 (worst-case) 分析及機率分析。透過理論分析及模擬結果，我們證明位元填充編碼架構對於獨立且同分佈的伯努利輸入資料，其編碼率相當接近Shannon通道容量，同時也遠超過文獻中的其他禁制轉變碼之編碼架構，包括費伯納西表示法 (Fibonacci representation)。此外，我們將位元填充編碼架構延伸並用於產生禁制重疊碼 (forbidden overlap codes)，藉由避免相鄰三條導線產生010→101及101→010的信號轉變，進而達到減低串擾的效果。最後，我們基於一個考慮深次微米製程的匯流排能量消耗模型，針對幾種匯流排編碼架構進行能量消耗分析，其中包括位元填充編碼架構、匯流排反相 (bus-invert) 編碼架構、及禁制樣型碼 (forbidden pattern codes)。透過理論分析，我們證明位元填充編碼架構從能量消耗的觀點來看也具有良好的效率。