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NRZI编码像UART、I2C、SPI、USB这样的串行总线，通信时连续的0、1信号只通过一根数据线发送给接受者。但是因为发送者和接收者运行的频率不一样，信号的同步就是个问题，比如，接受者接收到了一个持续一段时间的低电平，无法得知这究竟是代表了5个0还是1000个0。一个解决办法，就是在传输数据信号的同时，附加一个时钟信号线，用来同步两端的传输，接受者在时钟信号的辅助下对数据信号采样，就可以正确解析出发送的数据了，比如I2C就是这样做的，SDA来传输数据，SCL来传输同步时钟：虽然这样解决了问题，但是却需要附加一根时钟信号线来传输时钟。有没有不需要附加的时钟信号，也能保持两端的同步呢？有的，这就是RZ编码（Return-to-zeroCode），即归零编码。在RZ编码中，正电平代表逻辑1，负电平代表逻辑0，并且，每传输完一位数据，信号返回到零电平，也就是说，信号线上会出现3种电平：正电平、负电平、零电平：从图上就可以看出来，因为每位传输之后都要归零，所以接受者只要在信号归零后采样即可，这样就不在需要单独的时钟信号。实际上，RZ编码就是相当于把时钟信号用归零编码在了数据之内。这样的信号也叫做自同步（self-clocking）信号。这样虽然省了时钟数据线，但是还是有缺点的，因为在RZ编码中，大部分的数据带宽，都用来传输“归零”而浪费掉了。那么，我们去掉这个归零步骤，NRZ编码（Non-return-to-zeroCode）就出现了，和RZ的区别就是NRZ是不需要归零的：这样，浪费的带宽又回来了，不过又丧失宝贵的自同步特性了，貌似我们又回到了原点，其实这个问题也是可以解决的，不过待会儿再讲，先看看什么是NRZI：NRZI编码（Non-Return-to-ZeroInvertedCode）和NRZ的区别就是NRZI用信号的翻转代表一个逻辑，信号保持不变代表另外一个逻辑。USB传输的编码就是NRZI格式，在USB中，电平翻转代表逻辑0，电平不变代表逻辑1：翻转的信号本身可以作为一种通知机制，而且可以看到，即使把NRZI的波形完全翻转，所代表的数据序列还是一样的，对于像USB这种通过差分线来传输的信号尤其方便~现在再回到那个同步问题：的确，NRZ和NRZI都没有自同步特性，但是可以用一些特殊的技巧解决。比如，先发送一个同步头，内容是0101010的方波，让接受者通过这个同步头计算出发送者的频率，然后再用这个频率来采样之后的数据信号，就可以了。在USB中，每个USB数据包，最开始都有个同步域（SYNC），这个域固定为00000001，这个域通过NRZI编码之后，就是一串方波（复习下前面：NRZI遇0翻转遇1不变），接受者可以用这个SYNC域来同步之后的数据信号。此外，因为在USB的NRZI编码下，逻辑0会造成电平翻转，所以接受者在接受数据的同时，根据接收到的翻转信号不断调整同步频率，保证数据传输正确。但是，这样还是会有一个问题，就是虽然接受者可以主动和发送者的频率匹配，但是两者之间总会有误差。假如数据信号是1000个逻辑1，经过USB的NRZI编码之后，就是很长一段没有变化的电平，在这种情况下，即使接受者的频率和发送者相差千分之一，就会造成把数据采样成1001个或者999个1了。USB对这个问题的解决办法，就是强制插0，也就是传说中的bit-stuffing，如果要传输的数据中有7个连续的1，发送前就会在第6个1后面强制插入一个0，让发送的信号强制出现翻转，从而强制接受者进行频率调整。接受者只要删除6个连续1之后的0，就可以恢复原始的数据了。在此也顺便说一下另一种常用的编码方式：曼彻斯特编码曼彻斯特（Manchester）码是一种双相码。用高电平到低电平的转换边表示0，而用低电平到高高电平的转换边表示1。