高速图像串行总线传输
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本文介绍-种高速串行数据传 输 方 式#均 可 满 足 图 像 数 据 的 长 距 离’高 速 可 靠 的 传 输#并 已 在 工 程 应 用 中 取 得 良好的效果&
9!W4?U(+O 串 行 总 线
67*\?:V是 3NRFIMM公 司 的 高 速 长 距 离 点 对 点 串 行 通信产品 系 列& 符 合 &]/ %’1#%*T#’T0*< -,+T# <’37= 等标准#用于 构 建 符 合 这 些 标 准 的 通 讯 产 品 的 物 理层&标准的 67*\?:V产品数据 传 输 速 率 范 围 为 2)#! !## T@(M#支持同轴 电 缆’双 绞 线 以 及 光 纤 接 口& 传 输 距 离与传输介质有关&用双绞线以及同轴电缆可以 传 输 2##!,##G#光 纤 传 输 可 以 达 到 数 千 米& 具 体 工 作 原 理
:!U7!/ 串 行 总 线
低摆幅差分信 号!\CS ]CDH9;I&?EEIFI:H?9D’?;:9D?:;% \]&’"是近几年标 准 化 的 目 前 最 先 进 的 高 速 串 行 数 据 总 线技术%他 采 用 差 分 传 输 模 式%有 效 地 抑 制 共 模 噪 声( \]&’ 应 用 方 案 的 优 点 包 括 可 支 持 高 速 数 据 传 输’低 电 压’低功耗’低 辐 射’抑 制 噪 声’成 本 低 廉%以 及 可 以 采 用 较
3NRFIMM公司的 67*\?:V数据收发器 3Z$/+-"发 送 器和 3Z$/+""接收器是专为点到 点 串 行 高 速 通 信 而 设 计 的&他使用方便’可 靠 性 好#可 广 泛 用 于 长 距 离 高 速 点 对 点 串 行 通 信 中#如 光 纤 通 信 设 备’工 作 站 与 海 量 存 储 器 的 互 连’视 频 点 播’语 音 图 像 多 媒 体 传 输 设 备 及 其 他 长 距 离 高 速 串 行 通 信 场 合 &3Z$/+-"(+"" 性 能 特 点 如 下 $
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高集成度的技术(他能 在 差 分 03/ 线 对 或 平 衡 电 缆 上 以
《 现 代 电 子 技 术 》!""# 年 第 !$ 期 总 第 !%& 期
!!嵌入式与单片机"
几百兆至 几 千 兆 比 特 每 秒 的 速 率 传 输 数 字 信 号!\]&’ 接口标准没有指定传输媒介的特 性"可 以 根 据 应 用 的 需 要 灵活选用"例如同轴电缆#双 绞 线#排 线 等!有 实 验 数 据 表 明"可 以 在 一 根 3%* ,< 无 屏 蔽 双 绞 线 上 可 靠 传 输 $-# T@$M的 \]&’ 信 号 达 2( G 远!’3’1系 列 的 最 新 标 准 .DHF9"-#利用 \]&’技术 已 经 在 无 屏 蔽 双 绞 排 线 上 实 现了"-# T/$M%-Q,) 8@$M&的 数 据 传 输! 无 屏 蔽 双 绞 线 与 排 线 跟 同 轴 电 缆 相 比 "体 积 大 为 缩 小 "而 且 接 插 方 便 ! "Q2! 实 现 方 案
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总线与网络
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8! 引 ! 言
在对图像进行传输和测试时#数据 传 输 可 以 采 用 并 行 和串行-种方 式#但 并 行 数 据 总 线 引 线 多#特 别 是 有 许 多 个并行数据总线时引线数目之大使布 线 十 分 困 难#并 且 容 易相互产生 串 扰#使 传 输 距 离 受 到 限 制& 因 此#在 实 际 工 程 中#图 像 数 据 常 采 用 串 行 方 式 传 输#以 往 的 a’!(,# a’!--传输模式#由于其传输速率太低已不 能 满 足 系 统 的 要求#而高速串行传输方式具有上百兆 的 传 输 速 率 及 高 稳 定 可 靠 性 等 特 点 #在 图 像 传 输 和 测 试 中 将 得 到 广 泛 应 用 &
起的( !,"阻 抗 匹 配 发 送 器 的 " 路 串 行 输 出 !7.*% l%7.*/ l%
7.*3l"%以及接 收 器 的 - 路 输 入 信 号 !1=%l%1=/l " 均是差分 0<3\ 信号%且频率很高%最高可达!## T6U%因 此必须要加匹配阻抗(
!)"电 磁 兼 容 电路板设计应采用!层板%3Z$/+-"#+""的位 置 应 尽 量靠近双绞线 接 口%使 连 线 最 短%连 线 长 度 应 尽 量 保 持 对 称(输出输入 端 都 应 接 匹 配 电 阻 %如 图 2 所 示(32%3- 阻 值 由 下 式 给 出 $32 $ !-AA’3H"#-HH&3- $ !-AA’3H"#!-AA %-HH"%式 中 3H 为 传 输 线 阻 抗 &-HH $-AA Y-](在 工 程 设 计中应考虑高速逻辑电路的电源旁路滤波(通常的高速 逻辑电路电源旁路滤波包括使用一个 地 线 层’分 块 ]AA层 以及利 用 电 容 器 构 成 的 多 个 芯 片 电 源 旁 路(每 一 块 67*\?:V芯片的接地引脚都应当 利 用 尽 可 能 短 的 走 线 和 过孔直接连 接 到 地 线 层( 所 有 的 ]AA引 脚 都 应 该 连 接 到 67*\?:V芯 片 下 的 一 个 ]AA焊 盘%然 后 通 过 一 个 单 过 孔 连接到电路板的 ]33 层(每一 ]AA引脚 和 地 线 之 间 直 接 连接一个--#[ 的电容器(
!!"具 有 较 强 的 自 检 功 能 &
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《 现 代 电 子 技 术 》!""# 年 第 !$ 期 总 第 !%& 期
!!嵌入式与单片机"
高速图像串行总线传输
向!冰
!中国一航空空导弹研究院!河南 洛阳!!$2##+"
摘!要!针对图像测量中高速图像数据传输问题!提出采用串行数据传 输 方 式 代 替 并 行 数 据 传 输 方 式!并 介 绍 - 种 可 用 于图像传输的高速串行总线传输方式!分析他们各 自 的 特 点 和 工 程 应 用 中 所 需 注 意 的 问 题 " 通 过 实 验 表 明!这 - 种 串 行 总 线 传 输 方 式 都 可 以 很 好 地 满 足 图 像 数 据 高 速 #可 靠 #长 距 离 传 输 的 要 求 "
!"#$%&’$$*B?MR9RIFRKHMECFS9FPHB9HMIF?9D@KMHF9:MEIFF?:;FIRD9AIR9F9DDID@KMHF9:MEIFF?:;ECF?G9;I GI9MKF?:;#9:P HSCMIF?9D@KMB9LI@II:?:HFCPKAIPHCPI9DS?HBHBIB?;BMRIIP?G9;IP9H9HF9:MEIF#9:9DNMIMHBIAB9F9AHIF?MH?ACEHBIG 9:P SB9HMBCKDP@IA9FIP?:I:;?:IIF?:;Q<WRIF?GI:HFIMKDHMMBCSHB9HHBIHSCMIF?9D@KMHF9:MEIFF?:;A9:RFCL?PIB?;BMRIIP9:P FID?9@DIP9H9HF9:MEIFF?:;ECFDC:;B9KD?G9;IGI9MKF?:;Q
收稿日期!-##) #, 2$
万方数据
是$在发送端将 ( 位 输 入 数 据 经 过 编 码 串 行 输 出#接 收 端 重新组合&发送端无有效数据时自动 发 送 空 数 据#接 收 端 根据码流自动恢复时钟&外部逻辑可以监视恢复时钟是 否 失 同 步#一 旦 失 同 步 即 可 控 制 接 收 端 重 新 同 步 时 钟#而 且 67*\?:V产品的一大特点是可以实现数据流与指令流 的分离&67*\?:V的 理 论 误 码 率 为 零#实 际 误 码 来 自 于 内部时钟失同步以及外部环境电磁干扰&
67*\?:V第 二 代 产 品 可 以 支 持 2,## T@(M的 传 输 速率#支持(位’2)位’"-位 数 据 接 口#性 能 大 大 提 高& 当 然基于 67*\?:V设计通 讯 产 品 难 度 相 对 要 大 一 些#应 用 67*\?:V传输系统需要比较复杂 的 外 部 状 态 机 的 控 制 来 保证接收端时钟正确恢复&而且由于系统时钟频率较高# 03/ 板图设计需要比较讲究#要求设计者仔细考 虑 各 种 电 磁干扰影响& -Q2! 实 现 方 案
号(由于经过了(/#2#/ 编 码%a]’ 置 高 时 并 不 一 定 是 指当前接 收 到 的 字 节 出 错%而 有 可 能 是 上 一 字 节 出 错 引
3Z$/+-"#+""工作在 传 输 或 自 检 模 式( 主 机 数 据 传 输 速 度一般与 3Z$/+-"#+"" 不 一 致%因 此 发 送 端 及 接 收 端 都 需数据缓存( -Q-!设计 67*\?:V接口应注意事项
关 键 词 !图 像 传 输 $串 行 总 线 $\]&’$67*\?:V 中图分类号!*=+2+!!!!!文献标识码!/!!!!!文章编号!2##! "$"4!-##)"-! #+$ #!
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每 个 点 到 点 连 接 的 差 分 对 由 一 个 驱 动 器 #互 连 器 和 接 收 器组成!驱动器和接收器主要完成 **\ 信号和 \]&’信号 之间的转换!互连器 包 含 电 缆#03/ 上 差 分 导 线 对 以 及 匹 配 电阻!\]&’驱动器 由 包 含 一 个 驱 动 差 分 线 对 的 电 流 源 %通 常 电 流 为"Q, G%&"\]&’接 收 器 具 有 很 高 的 输 入 阻 抗 "因 此 驱动器输出的电流大部分都流过2##$ 的匹配电阻"并在接 收器的输入端产生大约",#G] 的电压!不管使用的 \]&’ 传输媒质是 03/线对还是电缆"都必须采取措施防止信号在 媒质终端发 生 反 射"同 时 减 少 电 磁 干 扰!\]&’ 要 求 使 用 一 个与媒质相匹配的终端电阻"该电阻终止了环流信号"应该将 他尽可能靠近接收器输入端放置!
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