LVDS的设计的报告-文档资料

技术报告_lvds差分电平标准技术报告_V1.0_20160329

LVDS电平标准技术报告版本：V1.0作者：贾兴刚日期：2016-3-29最后修改：2016-3-29共15页，第2页1概述1.1 1.1LVDS简介现在的液晶显示屏普遍采用LVDS接口。

LVDS（LowVoltageDifferentialSignal）即低电压差分信号，LVDS接口又称RS644总线接口，是20世纪90年代才出现的一种数据传输和接口技术。

最基本的LVDS器件就是LVDS驱动器和接收器。

LVDS的驱动器由驱动差分线对的电流源组成，电流通常为3.5mA。

LVDS接收器具有很高的输入阻抗，因此驱动器输出的大部分电流都流过100Ω的匹配电阻，并在接收器的输入端产生大约350mV的电压。

当驱动器翻转时，它改变流经电阻的电流方向，因此产生有效的逻辑“1”和逻辑“0”状态。

LVDS技术在两个标准中被定义：ANSI/TIA/EIA644(1995年11月通过)和IEEEP1596.3(1996年3月通过)。

这两个标准中都着重定义了LVDS的电特性，包括：①低摆幅（约为350mV）。

低电流驱动模式意味着可实现高速传输。

ANSI/TIA/EIA644建议了655Mb/s的最大速率和1.923Gb/s的无失真通道上的理论极限速率。

LVDS传输支持速率一般在155Mbps（大约为77MHZ）以上。

②低压摆幅。

恒流源电流驱动，把输出电流限制到约为3.5mA左右，使跳变期间的尖峰干扰最小，因而产生的功耗非常小。

这允许集成电路密度的进一步提高，即提高了PCB板的效能，减少了成本。

③具有相对较慢的边缘速率（dV/dt约为0.300V/0.3ns,即为1V/ns）,同时采用差分传输形式，使其信号噪声和EMI都大为减少，同时也具有较强的抗干扰能力。

所以，LVDS具有高速、超低功耗、低噪声和低成本的优良特性。

LVDS的应用模式①单向点对点（pointtopoint），这是典型的应用模式。

②双向点对点（pointtopoint），能通过一对双绞线实现双向的半双工通信。

LVDS接口电路及设计

LVDS接口电路及设计摘要：本文介绍了LVDS接口的基本原理和电特性，通过与其他接口技术进行对比，反映出LVDS接口在高速数据传输应用方面的优势，并结合实例指出了LVDS接口电路的设计原则。

关键词：低电压差分信号；电压摆幅；接口；驱动器；接收器概述LVDS接口又称RS-644总线接口，是20世纪90年代才出现的一种数据传输和接口技术。

LVDS即低电压差分信号，这种技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差动传输数据，可以实现点对点或一点对多点的连接，具有低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等特点，其传输介质可以是铜质的PCB连线，也可以是平衡电缆。

LVDS在对信号完整性、低抖动及共模特性要求较高的系统中得到了越来越广泛的应用。

目前，流行的LVDS技术规范有两个标准：一个是TIA/EIA （电讯工业联盟/电子工业联盟）的ANSI/TIA/EIA－644标准，另一个是IEEE 1596.3标准。

1995年11月，以美国国家半导体公司为主推出了ANSI/TIA/EIA－644标准。

1996年3月，IEEE公布了IEEE 1596.3标准。

这两个标准注重于对LVDS接口的电特性、互连与线路端接等方面的规范，对于生产工艺、传输介质和供电电压等则没有明确。

LVDS可采用CMOS、GaAs或其他技术实现，其供电电压可以从+5V到+3.3V，甚至更低；其传输介质可以是PCB 连线，也可以是特制的电缆。

标准推荐的最高数据传输速率是655Mbps，而理论上，在一个无衰耗的传输线上，LVDS的最高传输速率可达1.923Gbps。

LVDS接口的原理及电特性一个简单的LVDS传输系统由一个驱动器和一个接收器通过一段差分阻抗为100Ω的导体连接而成，如图1所示。

驱动器的电流源（通常为3.5mA）来驱动差分线对，由于接收器的直流输入阻抗很高，驱动器电流大部分直接流过100Ω的终端电阻，从而在接收器输入端产生的信号幅度大约350mV 。

远程数据传输中并行转串行lvds接口设计毕业设计说明书[管理资料]

远程数据传输中并行转串行LVDS接口设计目录1 引言 (1)课题研究背景和意义 (1)国内外研究现状 (1)LVDS简介 (3)FPGA简介 (4)本课题研究内容和安排 (4)2 理论基础 (6)系统整体结构 (6)LVDS原理 (6)FPGA结构和特点 (10)FPGA的结构 (10)FPGA的基本特点 (14)并行接口和串行接口 (15)光耦合器 (16)3 整体硬件电路设计 (16) (16)FPGA内部电路及配置电路 (17)控制模块 (18)FIFO缓存设计 (19)时钟管理模块电路设计 (20)FPGA的配置电路 (21)DS92LV1023串化器配置电路和连接电路 (23)驱动电路CLC001 (27)存储器SDRAM 电路 (28)电源电路 (28)程序下载电路 (29)时钟电路 (30)LED显示电路 (31)开关控制电路 (31)带光耦的并行数据输入电路 (32)整体电路的性能分析 (32)4系统软件设计 (33)系统程序设计 (33)系统程序框图 (33)晶振倍频功能设计 (33)并行转串行程序设计 (34)分频程序 (34)系统程序仿真 (34)系统程序框图 (34)程序仿真图 (35) (37)5 总结与展望 (37)总结 (37)展望 (37)附录 1 系统程序 (38)附录 2硬件电路图 (42)附录 3 PCB板图 (43)参考文献 (44)致谢 (45)1 引言课题研究背景和意义随着数字信号处理技术的发展, 高速数据的采集、传输与处理也成为不可避免的问题。

普通并行I/O接口电路由于受到自身电路结构和传输线的限制，已经不能满足不断发展的高速微处理器、多媒体、光传输连接、智能路由器以及网络技术的数据带宽要求。

因此, 采用新的接口技术来解决高速数据传输瓶颈问题显得日益突出。

低压差分信号(LVDS：Low Voltage Differential Signaling) 技术以其固有的低电压、低功耗和有利于高速传输等特点, 正逐渐成为宽带高速系统设计的首选接口标准。

基于USB的LVDS数据传输毕业设计

1 引言1.1 课题研究背景如今，高速处理器、多媒体、虚拟现实以及网络技术所需传送的数据量越来越大，速度越来越快。

目前存在的点对点物理层接口如RS-422，RS-485，SCSI以及其它数据传输标准，由于其在速度、噪声/EMI、功耗、成本等方面所固有的限制越来越难以胜任此任务。

因此,采用新的I/O接口技术来解决数据传输这一瓶颈问显得日益突出，LVDS这种高速低功耗接口标准为解决这一瓶颈问题提供了可能。

LVDS (Low Voltage Differential Signaling)即低压差分信号是适应高速数据传输和低功耗的一种通用点对点物理接口技术。

它使用一种低摆幅差分信号技术，使得信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mb/s的速度传输，其低摆幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗。

本次设计拟将设备接入通用PC以方便控制和数据验证。

然而与PC机连接的接口有多种，如串口，并口，USB接口等，鉴于如下原因本设计采用USB接口：USB 具有传输速度快（USB1.1是12Mbps，USB2.0是480Mbps, USB3.0是5 Gbps），使用方便，支持热插拔，连接灵活，独立供电等优点，可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存盘、MP3机、手机、数码相机、移动硬盘、外置光软驱、USB网卡、ADSL Modem、Cable Modem等，几乎所有的外部设备。

USB接口可用于连接多达127个外设，如鼠标、调制解调器和键盘等。

USB自从1996年推出后，已成功替代串口和并口，并成为当今个人电脑和大量智能设备的必配的接口之一。

1.2 课题相关技术的发展与现状1995年11月，以美国国家半导体公司为主推出了ANSFTIAjEIA一644标准1996年3月，IEEE公布了IEEE1596.3标准。

这两个标准注重于对LVDS接口的特性、互连与线路端接等方面的规范，对于生产工艺、传输介质和供电电压等没有明确。

LVDS电路设计论文精品资料

3结束语
按照上述分析，对电路进行仿真，从仿真结果来看，电路的设计达到了预期的要求。
LVDS电路设计论文
1LVDS电路接I/O电路设计
1.1基本原理LVDS驱动线路可以有多种结构，常见的包括单电源模式、双电流电源和电压模式。单电流源模式需要较大的电阻，如果采用传输逻辑实现电压驱动，需要复杂的电路对电压进行修正。因此在设计中可以选择双电流源模式进行驱动。电路如图：双电流源模式的电阻需求较小，可以方便的提供恒定电流，相对稳定。双电流源模式，对PMOS管以及NMOS管进行分别设置，形成两个电流镜（M1、M2、M3、M4）。通过适当的调节可以保证电流输出稳定在3.5mA。M2和M4、R组成偏置电路产生偏置电流，然后通过电流镜映射到M1和M3端，为驱动电路提供电流。如果in1是高电平则M5、M8导通，M6、M7阻断。电流从M5通过，从out1输出，经过电阻控制后再从out2输入，进入M8后经过M3，形成一个回路。这样驱动电路输出端out1和out2上的电流相反，形成一个差分信号。
1.2电路模型构建和分析按照前面的分析，M2和M4提供偏置电流，如果要保证电流经过电阻R的电流与偏置电流一致，并控制其参数，根据电流镜的原理，只需要对M1的宽度进行调整，设置为M2的3.5倍。如果此时Ir=1则驱动电路工作电流为3.5mA。同时设定电阻R=200Ω，并确定M2和M4宽长比一致，设定二者漏极电流就可获得其相对应的电压。为了获得稳定的工作电流3.5mA，设计要求M1和M3的漏极电流为3.5mA。根据电流镜的工作原理，可以得到各个关键位置的基本参数。获得相关的M2和M4的比值。在电路输出后，为了保证反转时性能的稳定，M5-M8管应保持参数一致。所以计算其中一个即可获得其他的参数。在电流导通的时候M5是非饱和状态，因此在输出时LVDS的高电压为1.25V，同时电流源的电流为3.5mA，所以MOS开关启动的时候，漏流为3.5mA，而Vds则很小，为100mA。经过计算可以得到M5的宽长比。实际中往往取值较大，因为这样可以减少沟道电阻，加快电平的转换速度。通过仿真可以对LVDS的驱动器进行修正，最终获得各个MOS管的尺寸、电阻和电容等，提高电路的性能。

基于LVDS总线的高速长距数据传输的设计

基于LVDS总线的高速长距数据传输的设计1 引言随着接入通信设备的广泛应用，数据传输速率急剧增加。

采用低电压差分信号LVDS(Low-Voltage Differential Signalings)技术的设备电路系统可使传输速度每秒高达数百Mb。

但LVDS只能满足短距离的数据高速传输，而不支持长距离传输。

目前许多设备都要求具有长距离传输数据能力，以确保百米以上的电缆传输数据。

自适应均衡器能够自动补偿信号损耗，使电缆传输的串行数字信号能够重新恢复其原有性能。

利用这一特点，并采用高速串行数字接口SDI(Serial DIGITAL In—terface)自适应电缆均衡器及电缆驱动器构建系统，可扩大LVDS技术的数据传输范围，实现高速长距离数据传输。

因此，这里给出采用DS92LVl023型LVDS器件，CLC006型高速驱动器以及CLC014型自适应均衡器构建的系统设计，该系统能够实现导弹飞行前实时检测的数据传输。

2 总体设计方案该系统设计要求在100Mb／s速度下传输数据，其传输距离为300 m，因此，该系统设计主要解决延长传输距离和速度匹配问题。

图1为系统设计原理框图。

其中，DS92LVl023和DS92LVl224型LVDS器件，分别称为串行器和解串器。

串行器是一种将并行数据转成串行数据的器件，而解串器则是将串行数据转成并行数据的器件。

CLC006和CLC014分别是高速驱动器和自适应均衡器，高速驱动器可驱动同轴线传输更长距离，经电缆长距离传输的信号会出现衰减，自适应均衡器则用于均衡器电缆传输的信号。

3 硬件电路设计该系统设计中，计算机与USB模块通过USB电缆连接，计算机向USB模块发送读数命令，启动DS92LVl224命令及其他操作命令，USB模块再将控制命令传给FPGA模块，FP-GA直接控制LVDS器件工作。

由于USB模块向计算机传输数据的速度最高可达140 Mb／s，因此。

可将100 Mb／s速率的数据适时地传入计算机。

基于FPGA的LVDS学习报告ppt课件

3.2 Multidrop

多落点总线具有一个驱动器，同一总线上有多个接收器，这里的通信同样也是单向的。优点：互联数更少无需中央交换芯片可以实现数据的串行化 — 引线更少，连接器更小。缺点：电气路径有一定的复杂性开机状态下的插拔很棘手
信号分发问题
对LVDS信号进行分发处理，即将一路 LVDS信号发送到多个接收器件，是我们经常会用到的。直接连接方式采用专用芯片对LVDS信号进行处理
注：ISI是Inter System Interference缩写，其中文名：码间干扰

片上100W电阻在LVDS I/O引脚进行7kV ESD（Electro-Static discharge ）测试，保护相邻器件 3 mm x 3 mm，8引脚WSON封装
DS25BR110引脚框图和控制引脚真值表
From：DS25BR120 3.125 Gbps LVDS Buffer with Transmit Pre-Emphasis
DS25BR110
3.125 Gbps LVDS Buffer with Receive Equalization
DS25BR110 特点

直流-3.125Gbps 低抖动，高抗干扰性，低功率运行 Four Levels of Receive Equalization （Reduce ISI Jitter）
2、LVDS接口电路原理示意图
LVDS接口电路连接图
DS92LV18框图
DS92LV18特点

15–66 MHz 18:1/1:18 串行/解串器(2.376Gbps full duplex throughput) 3.3V供电内置锁相环（PLL） Robust BLVDS serial transmission across backplanes and cables for low EMI 具有各自的时钟，使能端和电源端进行独立的发送和接收热插拔保护低功率： 90mA (典型值) 发送

毕业设计(论文)-低电压差分信号 (LVDS)模板

摘要低电压差分信号 (LVDS)高速1/0接口单元当前CMOS电路设计中的重要研究。

它在减小CMOS芯片内外速度差异、实现高速数据传输方面具有独特的优势和作用。

本文重点研LVDS高速1/0接口单元的设计技术，完成一种基于中芯国际0.13umCMOS工艺的622MbpsLVDs驱动器的设计。

论文首先介绍了LVDS接口的基本原理和电特性，通过与其他接口技术进行对比，分析了LVDS接口在高速数据传输应用方面的优势，结合实例给出了LVDS接口电路的设计原则。

论文着重分析了几种 LVDSUO接口单元的基本电路结构及其工作原理，给出了用HSPICE工具进行模拟验证的结果。

基于中芯国际0.13umCMOS工艺，完成了中芯国际LVDS系列产品中 622MbPsLVDS驱动器的设计，实现了从电路设计、仿真、版图、后仿真优化、一直到最后的流片等整套LVDS产品的开发过程。

设计过程参照国际通用标准，保证了产品的通用性。

关键词:低电压差分信号 (LVDS)；接口;电流镜；差分放大器;带隙基准。

AbstractLow V oltage Differential Signaling(LVDS)，a high speedl/0interface，1s one important research Problem of reeent CMOS cireuit design.It hasi nimitable superiority and funetion on a chieving high speed datatransfer.In this Paper，researeh on design teehnology of LVDS Shigh speed l/0 interfaee 1s diseussed:It also ceontains a 622MbPs LVDS transmitter design nwhieh 1s based on SMIC 0.13um CMOS arts. In this PaPer，we first introduce the basic Prinei Ple and eleetrieal specification of LVDS inierfaee; by eomParing with other interface teehnology，analyzethes一the sPeriority of LVDS on high sPeed datatransfer.In the article we also analyze some examples ofLVDSI/0interface cireuit sandworking PrineiPleindetail，and give out the simulation results as well as verifieation using HSpICE simulationtool.AceomPlish a 622MbPs LVDS transmitter design，one of Products of SMIC LVDS series，based on SMIC0.13um CMOS arts.Aetualize a total Process of LVDS Produet development from Circuits design，pre一layoutsimulation，layoutdesign，post一layout simulation and Optimize till to the final tapeout.The entire design flow refers to international general Criterion which ensures the general acceptance and use.Keywords:LowV oltage Differential Signaling(LVDS)Inierfaee Current Mirror Differential AmPlifier Bandgap目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 LVDS的概念 (1)1.2LVDS技术的特点 (2)1.3LVDS的发展及现状 (2)1.4 LVDS的典型结构 (3)第二章高速信号传输理论与实现 (5)2.1信号完整性 (5)2.2 高频传输线上的损耗 (5)2.3高速背板链接器 (6)2.3.1互感 (6)2.3.2串联电感 (7)2.3.3寄生电容 (7)2.34高速连接器 (8)第三章仿真软件 (9)3.1引言 (9)3.2微波网络参量 (10)3.4HFSS软件的应用过程 (12)第四章LVDS参数设计与仿真 (13)4.1关于LVDS迹线端口尺寸的设置 (13)4.2 HFSS软件仿真过程以及结果的分析和处理 (15)4.2.3创建差分对S参数绘图 (26)4.2.4场覆盖图 (28)4.3 优化设计——参数扫描 (31)参考文献 (36)致谢 (37)第一章绪论1.1 LVDS的概念低电压摆幅的差分信号 (LowvoltageDifferentialsignaling，简称Lvns)又称RS一644总线接口，是20世纪90年代才出现的一种数据传输和接口技术。

一种基于LVDS的高速串行数据传输系统设计

一种基于LVDS的高速串行数据传输系统设计一种基于LVDS的高速串行数据传输系统设计引言在某型雷达信号处理系统中，要求由上位机(普通PC)实时监控雷达系统状态并采集信号处理机的关键变量，这就要求在处理机与上位机之间建立实时可靠的连接。

同时，上位机也能对信号处理板进行控制，完成诸如处理机复位、DSP程序动态加载等功能。

实验中，处理机和上位机之间的数据传输距离不小于8m。

在这种前提下，计算机上现有的串口、并口显然不能满足要求，而USB2．0接口工作在高速模式时传输距离只有3m，其它诸如以太网传输的实时性难于满足要求，光纤通道传输的构建成本又太高。

基于此，本文提出了一种采用LVDSLVDS高速串行总线技术的传输方案。

数据传输系统方案由于系统要求传输距离大于8m，需采用平衡电缆。

对于两端LVDS接口，可以采用ASIC和FPGA两种方式实现。

由于Xilinx公司生产的Virtex-II系列FPGA直接支持LVDS电平标准，本系统采用XC2V250实现，这不仅省去了专用LVDS电平转换芯片，节省了成本，而且可以将系统中其它控制逻辑集成在单个FPGA芯片内，从而降低了PCB设计的难度，提高了系统的集成度和可靠性。

另外，收发接口逻辑采用FPGA，可以在使用过程中根据需要重新配置传输方向，以动态地改变收发通道的数目，大大增强了系统的可重构能力。

整个数据传输系统框图。

由于数据传输是双向的，信号处理板和PCI板都有并／串转换发送模块和串／并转换接收模块(均在FPGA内实现)，两块板卡通过平衡电缆连接。

此外，在信号处理板上，DSP处理机通过外部总线向FPGA发送缓存区内写入数据，FPGA通过DSP的主机口完成与DSP存储空间的数据交换。

在PCI板上，FPGA通过PCI控制器和主机进行数据交换。

系统工作原理可表述如下：DSP 处理机将处理结果通过外部总线输出到FPGA缓冲存储器内，在FPGA内完成数据的并／串转换，并通过LVDS串行接口发送出去。

LVDS信号完整性分析及高速背板设计

东南大学硕士学位论文LVDS信号完整性分析及高速背板设计姓名：胡劲松申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：朱晓维;洪伟20040301ＬＶＤＳ信号完整性分析及高速背板设计第二章高速电路板设计技术及其信号完整性分析２．１高速电路设计中的信号完整性综述【７】阁２．１典型的背板与子板结构中的信号干扰情况高速ｒＵ路中的信号完整性问题丰要包括噪声、串扰（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）、电源分配、电磁干扰（ＥＭＩ）与电磁兼容（ＥＭＣ）等。

噪声丰要来自于振铃（上冲和Ｆ冲）、阻抗火配、反射和终端负载。

振铃是在高频信号时钟的上升沿和下降沿，在信号建立的过程中产生的。

阻抗失配的主要是因为大多数高速设备都存在高阻驱动利低阻接收的方式，多层ＰＣＢ扳阻抗的不可控以及带有多个插槽或子板的ＰＣＩ总线的存在。

反射包括正发射和负发劓，当信号的波前遇到高阻时，将发生正发射并带来上冲：反之，当信号遇到低阻时，将发生负反射并带来下冲。

终端负载技术包括在发射端的串联接法，以及在接收端的并联接法（上拉、下拉、Ｔｈｅｖｅｎｉｎ、ＡＣ和二极管）。

此外还有一种同步切换噪声（ＳＳＮ），它是由电流返同路径，地跳垌Ｉ去耦等因素造成的。

当两条走线靠在起时，其中一‘条走线中电流的变化将会引起相邻走线中的电流流动，这种现象就叫交扰，交扰一般发生在高频信号的上升沿和Ｆ降卅。

山丁电容和寄生电感的影响，在电源平面会存在许多复杂的喈振。

而地面和电源面上的谐振都会引起大量的共模ＥＭＩ。

２．２电源［９】【１ｏ】高速系统电源殴计的目标就是为板上的高速设各提供一个噪声尽可能小的纯净的电源。

东南大学坝十学位论文６２．２．１电压损失和噪声问题图２．２电源总线和电源面的示意图在常见的低频电路中，经常采用电源总线为所有板上的器件供电。

但由于总线不可能是完全无耗的，这样总线【：的电压损失将会使总线上的某些设备得不到它的理想：［作电压。

同时每个高速设备产生的噪声也会被其他没备中。

在高频电路中，我们就可以为不同的电压级别分配不同的电源面米解决这些问题。

lvds图像

基于LVDS的高速图像数据存储器的设计与实现采集数据的有效传输和存储转发技术的发展保证了数字图像在现实中广泛应用。

如今，从多媒体通信领域的远程教育、图像监视到医学上的远程会诊，都和数据的有效传输及存储转发技术息息相关。

在国防工业领域，图像数据的采集采集数据的有效传输和存储转发技术的发展保证了数字图像在现实中广泛应用。

如今，从多媒体通信领域的远程教育、图像监视到医学上的远程会诊，都和数据的有效传输及存储转发技术息息相关。

在国防工业领域，图像数据的采集存储和连续有效转发也起着巨大的作用，航空遥感图像和卫星遥感图像的处理加工，电视制导中数据视频图像的传输，都离不开图像传输存储技术。

本文设计的基于Flash的高速大容量固态数据存储器，采用了基于LVDS的数据传输方式传输两路高速图像数据，实现图像数据的高速实时存储。

不仅具有处理速度快、设计灵活性高等特点，还具有可配置性和可重构性的特点。

1 系统总体设计本文介绍的图像存储器在飞行任务中负责完成两路独立视频信号的采集存储任务。

视频图像存储的总体结构框图如图1所示，当光耦接收到起飞和诱饵两个控制点火信号后，FPGA就控制视频信号1、视频信号2经2路独立的LVDS接口传输，并分别解码后缓存到2个外部FIFO中，最后写入到2个各自的存储模块Flash当中。

在系统工作时，读书装置可以实时监测记录器关键状态参数；系统存储工作完成后，读数装置通过LVDS接口以20 Mbyte/s 的速度远程高速读取图像记录器的数据，将数据回传至上位机进行存盘判读。

图1存储器功能框图本设计存储器负责接收的2路图像尺寸均为640 X480 byte，在飞行器内部传感器下发起飞和诱饵两个关键信号的控制下，图像数据存储器分别对这2路视频图像信号进行采集，采样位数：8 byte/像素，输入数据码率：30.72 Mbyte/s，帧率：100 f/s(帧/秒)，然后将解码后的数据分别存储到2个Flash中，最后准确地完成数据的转发任务，使图像数据顺利进入下一模块。

LVDS电路的仿真与设计

LVDS电路的仿真与设计作者:李宝龙，Mentor Graphics中国全线产品代理商－奥肯思（北京）科技有限公司资深技术工程师引言：随着电子设计技术的不断进步，要求更高速率信号的互连。

在传统并行同步数字信号的数位和速率将要达到极限的情况下，设计师转向从高速串行信号寻找出路。

HyperTansport （by AMD），Infiniband(by Intel)，PCI-Express（by Intel）等第三代I/O总线标准（3GI/O）不约而同地将低压差分信号（LVDS）作为下一代高速信号电平标准。

本文将从LVDS信号仿真、设计，测试等多方面探讨合适的LVDS信号的实现。

关键词：LVDS，阻抗控制，端接匹配LVDS(Low Voltage Differential Signal)低压差分信号，最早由美国国家半导体公司（National Semiconductor）提出的一种高速串行信号传输电平，由于它传输速度快，功耗低，抗干扰能力强，传输距离远，易于匹配等优点，迅速得到诸多芯片制造厂商和应用商的青睐，并通过TIA/EIA(Telecommunication Industry Association/Electronic Industries Association)的确认，成为该组织的标准（ANSI/TIA/EIA-644 standard）。

LVDS信号被广泛应用于计算机、通信以及消费电子领域，并被以PCI－Express为代表的第三代I/O标准中采用。

传输线阻抗设计LVDS信号的电压摆幅只有350MV，为电流驱动的差分信号方式工作，最长的传输距离可以达到10米以上。

为了确保信号在传输线当中传播时，不受反射信号的影响，LVDS 信号要求传输线阻抗受控，其中单线阻抗为50ohms，差分阻抗100ohms。

在实际应用当中，利用一些高速电路仿真分析工具，通过合理的设置层叠厚度和介质参数，调整走线的线宽和线间距，计算出单线和差分阻抗结果，来达到阻抗控制的目的。

低压差分信号LVDS(最全)word资料

低压差分信号LVDS (Low V oltage Differential Signa1)是由ANSI／TIA／EIA-644—1995定义的用于高速数据传输的物理层接口标准。

它具有超高速(1．4 Gb／s)、低功耗及低电磁辐射的特性，是在铜介质上实现千兆位级高速通信的优选方案；可用于服务器、可堆垒集线器、无线基站、A TM 交换机及高分辨率显示等等，也可用于通用通信系统的设计。

BLVDS (Bus LVDS)是LVDS技术在多点通信领域的扩展，要求附加总线仲裁设计、更大的驱动电流(10 mA)和更好的阻抗匹配设计。

通常的LVDS电路设计使用各种专用芯片，如美国半导体公司的DS92LV16等。

LVDS技术是一种低摆幅的通用I／O标准，其低摆幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗，解决了物理层点对点传输的瓶颈问题，满足了数据高速传输的要求。

降低供电电压减少了高密度集成电路的功耗，减少了芯片内部的散热，从而提高了芯片的集成度。

LVDS具有数据率高、功耗低、端接匹配容易、可靠性高、成本低等优点。

LVDS的物理接口使用1．2 V偏置，约400 mV摆幅的信号，LVDS驱动器和接收器是电流驱动方式，不依赖于特定的供电电压，很容易迁移到低电压供电的系统中去，而且性能不变。

图2是一个简单的单向LVDS接口连接图，每个点对点连接的差分对由一个驱动器、互连介质和一个接收器组成，驱动器和接收器主要完成，TTL信号和LVDS信号的互相转换；互连介质包括电缆、PCB上的差分线对和匹配阻抗。

LVDS驱动器由一个驱动差分线对的电流源组成，通常为3．5 mA。

LVDS接收器具有很高的输入阻抗，驱动器输出的电流大部分都流过100欧姆的匹配电阻，并在接收器的输入端产生大约350 mV的电压。

当驱动器翻转时，则改变流经电阻的电流方向，产生有效的逻辑‘1’和逻辑‘0’状态。

LVDS接收器可以承受±1 V的电压变化，当存在系统噪声时，噪声以共模方式同时耦合到一对差分线上，并在接收器中相减，从而消除噪声。

基于LVDS的高速数字信号源设计

基于LVDS的高速数字信号源设计王金雷;王刚【摘要】针对高速数字信号的发生问题,设计了一种基于FPGA时序控制和LVDS 传输的数字信号源,它以FPGA作为控制核心,以并转串芯片DS92LV1023实现LVDS信号的传输,它以600 Mbps/s的速度传输,以双绞线作为传输介质,传输距离120m.本设计已成功运用在某地面匹配装置测试台信号源卡的设计中.%Aiming at the problem occuring in high-speed digital signal, this paper designs a digital signal source based on the timing system of FPGA and LVDS transmission. With FPGA as the core to control and twisted-pair cables as the transmission media, seri-alizer chip DS92LVI023 is used to realize the signal transmission of LVDS at a speed of 600 Mbps/s and propagation distance of 120 m. The design is successfully used in the design of signal source card of test bench for matching device at some placl.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2012(041)002【总页数】3页(P116-117,137)【关键词】高速数字信号;时序控制;传输数字信号源【作者】王金雷;王刚【作者单位】中北大学,山西太原030051;中北大学,山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】TH12;TP802信号源作为一种电子测量和计量设备.通常可产生大量的标准信号和用户定义信号。

LVDS文档

LVDS 原理LVDS(Low Voltage Differential Signaling)低电压差分信号即低压差分信号传输，是一种满足当今高性能数据传输应用的新型技术。

由于其可使系统供电电压低至2V，因此它还能满足未来应用的需要。

此技术基于ANSI/TIA/EIA-644 LVDS 接口标准。

LVDS 技术拥有330mV 的低压差分信号(250mV MIN and 450mV MAX) 和快速过渡时间。

这可以让产品达到自100 Mbps 至超过 1 Gbps 的高数据速率。

此外，这种低压摆幅可以降低功耗消散，同时具备差分传输的优点。

LVDS 技术用于简单的线路驱动器和接收器物理层器件以及比较复杂的接口通信芯片组。

通道链路芯片组多路复用和解多路复用慢速TTL 信号线路以提供窄式高速低功耗L VDS 接口。

这些芯片组可以大幅节省系统的电缆和连接器成本，并且可以减少连接器所占面积所需的物理空间。

LVDS 解决方案为设计人员解决高速I/O 接口问题提供了新选择。

LVDS 为当今和未来的高带宽数据传输应用提供毫瓦每千兆位的方案。

更先进的总线LVDS (BLVDS)是在LVDS 基础上面发展起来的，总线LVDS (BLVD S) 是基于LVDS 技术的总线接口电路的一个新系列，专门用于实现多点电缆或背板应用。

它不同于标准的LVDS，提供增强的驱动电流，以处理多点应用中所需的双重传输。

BLVDS 具备大约250mV 的低压差分信号以及快速的过渡时间。

这可以让产品达到自100 Mbps 至超过1Gbps 的高数据传输速率。

此外，低电压摆幅可以降低功耗和噪声至最小化。

差分数据传输配置提供有源总线的+/-1V 共模范围和热插拔器件。

BLVDS 产品有两种类型，可以为所有总线配置提供最优化的接口器件。

两个系列分别是：线路驱动器和接收器和串行器/解串器芯片组。

总线LVDS 可以解决高速总线设计中面临的许多挑战。

BLVDS 无需特殊的终端上拉轨。

基于LVDS的通信系统设计

intelligent manufacture智能制造基于LVDS的通信系统设计■■武汉华中数控股份有限公司　（湖北　430223）　刘　纯　周　瑜摘要：针对数控系统装置应用于工业现场中在强干扰环境下偶尔出现数据通信异常，抗干扰能力有待进一步提高等问题，提出了基于LVDS的通信设计。

硬件上采用低电压差分信号接口，提高了接口的标准化，增强了系统的通用性；设计了一套对应的通信机制与数据通信协议，确保数据高效、准确地传输。

对于数控系统装置的应用，由于工业现场使用过程中环境的复杂性，其对通信数据传输的稳定性、抗干扰性有更高的要求。

为了提高数据在传输过程中的准确率，采用一种抗干扰能力好的标准接口和通信协议显得尤为重要。

低压差分传送技术是一种基于低压差分信号的传送技术，具有高速、低噪声、低电磁干扰和低电压等特点，能有效解决在强干扰环境下偶尔出现的数据通信异常。

如图1所示，基于LVDS的通信系统，包含了CPU、M3（ARM Cortex-M3 MCU内核）、LVDS 通信控制模块、LVDS底板模块及各功能子卡。

CPU与M3之间通过EtherCAT模块进行数据交互，M3与LV D S通信控制模块通过A H B 总线进行数据交互，LV D S通信控制模块接收到主站的数据后，封装为带有CRC校验的数据帧，通过LV D S接口传输至各个功能子卡，并将子卡上传数据送回至LVDS通信控制模块，进而上传至M3后将上行数据传输给CPU。

本文实现了一种基于LVDS的通信系统，采用LVDS接口进行通信，简化了电路设计、提高了系统抗干扰能力，制定对应的数据通信协议提高数据传输的准确性。

1.基于LVDS硬件设计（1）LVDS接口优点。

差分数据传输方式比单线数据传输对共模输入噪声有更强的抵抗能力，在两条差分信号线上，电流的方向、电压振幅相反，而接收器只关心两信号的差值，故噪声以共模方式同时耦合到两条线上时，能够被抵消，同时两条信号线周围的电磁场也相互抵消。

基于USB2.0的LVDS数据采集系统设计

基于USB2.0的LVDS数据采集系统设计【摘要】利用USB总线通用和即插即用的特点，研制了基于USB2.0接口的LVDS数据采集系统，该系统利用USB 总线来接收被测对象的LVDS数据，使其采集、处理更加方便快捷。

文中详细介绍了系统结构，给出了硬件系统设计思想，并对各子模块的详细设计进行了阐述。

【关键词】LVDS USB总线便携式数据采集前言LVDS数据传输和接口技术，具有高速度、低功耗、低成本、低误码率、低辐射等优点，其核心是采用低电压摆幅（350mV）高速差动传输数据，实现点对点或者一点对多点的连接，在对信号完整性、低抖动及共模特性要求较高的互联系统中得到广泛应用，已成为高速数字信号传输的国际通用接口标准。

LVDS对传输介质要求不高，更有利于恶劣环境下图像数据传输。

为方便LVDS数据在便携及特殊情况下的测试，文中设计了基于USB2.0的LVDS数据采集系统，通过USB总线连接测试计算机，组成不需外接电源的移动测试系统，避免了常规测试设备庞大、笨重的缺点，满足便携测试需求。

一、数据采集系统结构系统分为5个模块：LVDS接口模块、存储器模块、USB 接口模块、FPGA处理模块、电源管理模块，如图1所示，主要实现如下功能：1、LVDS输入信号缓冲与数据转换；2、采集数据的存储；3、与上位机的通信接口控制；4、数据采集处理、存储管理和接口通讯协议解析；5、转换产生系统需要的各种电源。

二、接口模块LVDS输入信号经缓冲器后直接进入FPGA，在FPGA内进行解码和存储工作。

选用TI公司的SN65LVDS048A，该芯片为400Mbps LVDS信号接收器，输出标准3V CMOS信号，可直接给FPGA的IO端口。

三、FPGA处理模块处理模块是整个数据采集系统的控制核心，选用FPGA 实现，具有灵活、可靠、实时性和稳定性高等特点。

主要包括对LVDS信号的采集和存储，与各接口之间的数据通信，对存储芯片的控制和数据存储。

数据采集板设计概要lvds

数据采集卡FPGA平台设计概要第一章系统组成概述 (4)1.1系统组成概述 (4)1.1.1系统组成如下图所示： (4)1.1.2硬件资源估算 (5)1.1.3 单片机控制单元 (6)1.1.4视频解码芯片 (7)1.1.5 FPGA模块 (7)第二章FPGA内部逻辑设计 (8)2.1 FPGA内部逻辑总体框图以及简要说明 (8)2.1.1 LVDS模块 (8)2.1.2 异步FIFO模块 (8)2.1.3 DOUT模块 (9)2.1.4 系统主控模块 (9)2.2 子模块设计 (9)2.2.1 DCM设计 (9)2.2.2数据采集单元设计 (10)2.2.3 异步FIFO单元 (15)2.2.4 DOUT单元设计 (15)2.2.5 系统控制单元设计 (19)第一章系统组成概述1.1系统组成概述1.1.1系统组成如下图所示：本系统使用两片XILINX公司的SPARTAN3A系列XC3S700A芯片作为数据采集系统的主要处理单元，单片机通过SPI的方式与FPGA通信。

系统电源设计在上图中未出现，将使用单一5V，2A电源输入，系统内部将其转换成合适的电压，推荐使用TPS54616(3.3V)，TPS64613(1.5V)和线性控制芯片从3.3V变换到2.5V 两片FPGA采用相同的设计逻辑，共用一片初始化芯片。

采用6层板设计。

1.1.2单片FPGA硬件资源估算DS90C3202将接收到的LVDS信号解码，输出70位的并行数据和1路时钟信号这样单片机与FPGA连接的IO，选用2051单片机作为主控单元单片机通过SPI接口与FPGAFPGA的输出，输出为LVDS信号，需要16位的数据，一个时钟信号，以及一个数据有效信号，共计18对差分信号。

FPGA内部的RAM资源足够满足我们所开的异步fifo的深度。

时钟源有三个：两个DS90C3202解码得到的LCLK，以及系统的时钟输入SYSTEMCLK。

这三个时钟将输入到DCM，这样一共需要3个DCM。

一种高速LVDS驱动电路的设计

“主-从”LVDS定的共模电平。

该LVDS驱动电路用于1 GHz 14位高速D/A输出速率在500 MHz时，LVDS驱动电路的指标满足IEEE-1596 reduced range link关键词：LVDS驱动电路；高速接口电路；共模反馈；模拟集成电路中图分类号：TN432 文献标识码：A 文章编号：1004-3365(2014)03-xxxx-xx DOI：10.13911/ki.1004-3365.xxxxxx(投稿编号)ZHANG Jun’an1, Y ANG Y ujun2, YU Zhou1, ZHANG Ruitao1, FU Dongbing. R. China; 2. Sichuan Institute of Solid-State Circuits,. R. China; 3. University of Defense Technology, Changsha 410073, P. R. China：A high-speed and low-voltage differential signaling (LVDS) driver based on 0.18 μm CMOSEffect of switch timing and common mode feedback on the circuit was analyzed. A switch controlcircuit and a common-mode voltage setting circuit based on master-slave structure was used to obtain switch timing and better common-mode voltage setting, which reduced overshoot caused bymade common-mode voltage more stable. The LVDS driver was integrated in a 1 GHzThe DAC chip was fabricated, and test results showed that, at 500 MHz I/O update：LVDS driver; High-speed interface circuit; Common-mode feedback;0 引随着半导体工艺的发展，晶体管的特征尺寸不断下降，数字或混合信号CMOS集成电路芯片内部的工作速度已经达到几百MHz到几GHz的数量级。