Single Data Rate

Single Data Rate (SDR) ist eine digitale Übertragungsmethode, bei der während eines Taktzyklus jeweils ein Datenbit übertragen wird. Dabei wird entweder die steigende Flanke (positive Transition) oder die fallende Flanke (negative Transition) des Taktsignals genutzt, aber nicht beide. Dieser unkomplizierte Ansatz unterscheidet sich deutlich von Double Data Rate (DDR) Verfahren, die Daten an beiden Flanken erfassen und damit bei gleicher Taktfrequenz den Durchsatz verdoppeln.

Bei DRAM und SRAM war SDR Speicher bis zum Aufkommen von DDR Varianten in den frühen 2000er Jahren der Standard. Ein SDR SDRAM mit 100 MHz Takt überträgt 100 Millionen Bits pro Sekunde pro Pin; eine DDR Variante bei der gleichen 100 MHz Taktfrequenz erreicht 200 Millionen Bits pro Sekunde. SDR Schnittstellen finden sich heute noch in Legacy Systemen, bestimmten industriellen Embedded Controllern und spezialisierten stromsparenden Anwendungen, wo einfachere Timingvorgaben und geringere elektromagnetische Emissionen Vorteile bieten.

SDRs Hauptstärke liegt in der Designeinfachheit. Clock Recovery Circuits benötigen weniger Phasenausgleichsstufen, die PCB Leitungsführung ist weniger anspruchsvoll, und die Signalintegritätsgrenzen sind breiter, weil Datentransitionen halb so oft wie bei DDR Verfahren auftreten. Der Preis dafür ist Bandbreite: SDR kann den Durchsatz pro Megahertz von DDR, DDR2, DDR3 oder neueren Standards nicht erreichen. Das macht SDR für High Performance Computing, moderne Grafikprozessoren oder datenintensive Industrieanwendungen ungeeignet.

In der heutigen Praxis erscheint SDR hauptsächlich bei Legacy Wartung, Retrofit Boards und kostengünstigen Embedded Systemen, bei denen die Prozessor Anforderungen bescheiden bleiben. Manche industrielle serielle Protokolle (wie bestimmte UART Implementierungen oder ältere SPI Varianten) nutzen SDR Prinzipien, werden aber in der Dokumentation normalerweise nicht als solche bezeichnet. Techniker treffen den Begriff überwiegend beim Überprüfen von Speicherspezifikationen älterer Geräte oder beim Arbeiten mit Entwicklungsboards an, die SDR bewusst für didaktische Klarheit einsetzen.

Der Name ist aussagekräftig, birgt aber Verwechslungspotential: SDR bedeutet nicht, dass die Datenrate im absoluten Sinn niedrig ist, sondern nur dass sie einmal pro Taktzyklus abgetastet wird. DDR, DDR2 und nachfolgende Standards erhöhten alle die effektive Datenrate, während sie die Taktfrequenzen moderat hielten. Dies reduziert Stromverbrauch und Wärmeerzeugung im Vergleich zur Alternative, einfach die Taktfrequenz eines SDR Bus anzuheben.