LVDS技術(shù)在數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用
ROUT[O:17]:解碼器輸出的18位并行LVTTL信號(hào);
RCLK:解碼器輸出時(shí)鐘,當(dāng)解碼器正常工作時(shí),該時(shí)鐘與輸入的解碼時(shí)鐘REFCLK同頻率;
LOCK:解碼器工作狀態(tài)指示信號(hào),當(dāng)解碼器工作不正常時(shí),該信號(hào)為高電平,通過檢測(cè)該信號(hào)可以測(cè)出系統(tǒng)傳輸?shù)恼`碼率;
LINE_LE、LOCAL_LE:回饋信號(hào),可以用于器件工作狀態(tài)檢測(cè),實(shí)際應(yīng)用中置低電平;
AVDD:模擬供電電源,3.3V供電;AGND:模擬地;
DVDD:數(shù)字供電電源,3.3V供電;DGND:數(shù)字地;PVDD:鎖相環(huán)供電電源,3.3V供電;PGND:鎖相環(huán)地。
1.2.2 緩沖器和均衡器
雖然LVDS串行/解串器可以驅(qū)動(dòng)連接電纜,但電纜的長度受到一定的限制,一般不超過幾米。由于本系統(tǒng)需要長距離傳送數(shù)據(jù),因此為了解決長距離傳送的設(shè)計(jì)問題,考慮在發(fā)送單元和接收單元的高速串行數(shù)字信號(hào)進(jìn)行預(yù)加重和均衡。預(yù)加重功能不但可為高頻電纜的損耗提供補(bǔ)償,而且也可加強(qiáng)電纜及背板的數(shù)據(jù)傳送能力,使系統(tǒng)可以支持更長距離的傳送。均衡器的功能是對(duì)信道損失進(jìn)行補(bǔ)償并濾除噪聲,使電纜傳來的串行數(shù)字信號(hào)可以重新恢復(fù)其原有強(qiáng)度。本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/166594.htm
采用單通道LVDS緩沖器DS25BRl20和DS25BRll0,即使傳輸速度高達(dá)3.125Gb/s,仍可確保信號(hào)完整無缺。DS25BRl20和DS25BRllO的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4和圖5所示,其中DS25BRl20具有四級(jí)傳輸預(yù)加重功能,可通過設(shè)置PE0、PEl選擇不同的預(yù)加重等級(jí);DS25BRll0具有四級(jí)接收均衡功能,可通過設(shè)置EQ0、EQl選擇不同的均衡等級(jí)。這兩款器件均內(nèi)置有100Ω的輸入輸出終端匹配電阻,因此可直接與串行/解串器DS92LVl8輸出和輸入端相連,不必考慮外接匹配電阻的問題,減少了外圍器件的數(shù)量,簡(jiǎn)化了PCB布線。
2 數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
在本系統(tǒng)中,傳輸?shù)臄?shù)字圖像分辨率為512x256x10 bit,編碼時(shí)鐘和解碼時(shí)鐘均選用40 MHz。在設(shè)計(jì)過程中,發(fā)送單元和接收單元均為4層板,從頂層到底層分為LVDS信號(hào)層、地層、電源層、TTL信號(hào)層,采用屏蔽雙絞線電纜相連。LVDS信號(hào)不僅是差分信號(hào),也是高速數(shù)字信號(hào),因此在進(jìn)行含有LVDS信號(hào)的PCB設(shè)計(jì)時(shí),如何實(shí)現(xiàn)阻抗匹配,以防止信號(hào)在傳輸線終端產(chǎn)生反射是非常重要的。否則,由差分阻抗的不匹配產(chǎn)生的反射不僅會(huì)減弱信號(hào),還會(huì)增加共模噪聲,從而產(chǎn)生電磁輻射。因此布線時(shí)應(yīng)注意:1)LVDS緩沖器DS25BRl20和均衡器DS25BRllO應(yīng)盡可能地靠近DS92LV18輸出和輸入端;2)差分線對(duì)的長度相互匹配,差分線對(duì)內(nèi)兩條線之間的距離應(yīng)盡可能短且兩條差分線之間的距離應(yīng)盡可能保持一致,以避免差分阻抗的不連續(xù)性:3)LVDS信號(hào)走線應(yīng)盡量短而直,需拐彎時(shí)應(yīng)走圓弧或45°折線,并盡量減少過孔。4)使用分布式的多個(gè)電容來旁路LVDS設(shè)備,表貼電容盡可能靠近電源/地層引腳放置。對(duì)于DS92LVl8,若PVDD(鎖相環(huán)供電電源)與AVDD、DVDD沒有隔離使用同一個(gè)電源時(shí),則應(yīng)貼近每一個(gè)PVDD引腳旁放一π型(CRC或CLC)濾波器進(jìn)行濾波。
經(jīng)過實(shí)驗(yàn),該數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)解串出的數(shù)據(jù)無誤碼,解串出的時(shí)鐘和行場(chǎng)等同步信號(hào)與原信號(hào)相比有極小的相位延遲,恢復(fù)的圖像清晰無干擾,實(shí)現(xiàn)了視頻圖像的實(shí)時(shí)傳輸,滿足工程應(yīng)用要求。如果接收板解串的圖像需要進(jìn)行后續(xù)的圖像處理,則建議在接收板的解串器后增加一片F(xiàn)PGA,將解串的并行信號(hào)接入FPGA在時(shí)序上進(jìn)行處理如進(jìn)行相位對(duì)齊等,則效果會(huì)更好。
3 結(jié)論
隨著高分辨率、遠(yuǎn)距離數(shù)字視頻傳輸?shù)男枨蠹眲≡黾樱琇VDS技術(shù)以其高速傳輸能力、低噪聲干擾、集成能力強(qiáng)、低成本、低功耗等特點(diǎn),必將具有廣闊的應(yīng)用前景。文中設(shè)計(jì)的基于LVDS技術(shù)的視頻傳輸系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了數(shù)字視頻的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)距離傳輸,方案通用性和可擴(kuò)展性強(qiáng),可應(yīng)用到更高幀頻和分辨率的視頻傳輸系統(tǒng),也可應(yīng)用到多路視頻傳輸系統(tǒng),滿足數(shù)字視頻傳輸?shù)墓こ虘?yīng)用要求。
評(píng)論