对于速度的渴求始终在增长，传输速率每隔几年就会加倍。这一趋势在诸如计算、SAS和SATA存储方面的PCIe以及云计算中的千兆以太网等很多现代通信系统中很普遍。信息革命对通过传输介质传送数据提出了巨大挑战。目前的传输介质仍然依赖于铜线，数据链路中的信号速率可以达到大于25Gbps，并且端口吞吐量可以大于100Gbps。 这些串行数据传输设计使用差分信号的方式，通过被称为差分对的一对铜线来传送数据。A线路和B线路内的信号是等振幅、反相位高速脉冲。差分信号在很多电路上有使用，比如LVDS，CML和PECL等等。 传送一个理想的串行比特流 串行比特流是通过一个差分对传播的差分信号。如图1所示，
在嵌入式系统和ARM技术领域，差分对作为高速数据传输的核心技术之一，其重要性日益凸显。随着计算机、存储技术以及网络技术的快速发展，数据传输速度不断攀升，目前的传输介质虽然仍旧依赖于铜线，但是数据链路的信号速率已可达到25Gbps以上，端口吞吐量甚至可以超过100Gbps。这一切的实现，与差分对的广泛应用是分不开的。
差分对技术的核心思想是利用两根等振幅、反相位的高速脉冲信号线（即A线路和B线路）来传输数据。这种设计可以有效抵抗共模干扰，提高信号质量。在实际应用中，差分信号广泛应用于各种电路标准，如低电压差分信号（LVDS）、电流模式逻辑（CML）和正发射极耦合逻辑（PECL）等。这些技术之所以能够在高速数据传输中大放异彩，是因为它们能以相对简单的方式在噪声环境下保持信号的完整性和准确性。
理想的串行比特流通过差分对传播时，其过程可以想象成这样一幅图景：两根信号线如双蛇般紧随其后，相互缠绕又各不相同，将信息数据有序地送达目的地。在数据传输过程中，A线路和B线路上的信号应当同步到达接收端，并保持其差分的特性，这样接收器就能够准确地采样和恢复数据，实现无误码传输。
为了使差分对能够满足高速数据传输的需求，设计时需要特别关注几个关键要求。首先是特性阻抗匹配，这是确保信号传输过程中能量损失最小化以及减少反射和振荡的基础。相位和振幅对齐是保证差分信号优势的前提，必须确保信号到达接收端时振幅几乎相等，且相位完全相反。此外，插入损耗平衡和传播延迟匹配也是不容忽视的，前者关乎信号强度的一致性，后者则关乎相位失配的问题。
在实际工程应用中，设计者必须考虑到差分对的对称性问题。从物理布局到发射器和接收器电路，对称性的考量几乎无处不在。然而，由于元件的物理差异、封装的影响、PCB布线的不均匀、连接器和电缆等因素，完美对称的差分对设计几乎是不可能实现的。为克服这些不完美条件带来的问题，工程师往往需要采用高速信号调理IC（例如重定时器和驱动器）等手段，来补偿那些由于不理想条件而引起的信号失真，进而提高信号质量和传输距离。
随着技术的进一步发展，优化差分对设计以减少信号失真、提高系统性能成为了业内关注的焦点。德州仪器（TI）等公司在此方面做出了积极的努力，并推出了多种高速信号调理解决方案，以应对嵌入式系统和ARM技术中高速数据通信的挑战。
通过不断优化和创新，差分对技术正为各种高性能应用领域带来深远的影响，从服务器和存储系统到无线通信设备和高性能计算，无一不受益于其在提升数据传输速率和信号完整性方面所发挥的关键作用。随着未来技术的发展，我们可以预见，差分对技术将在数据通信领域继续发挥其独特而重要的作用。
