文档介绍：图书分类号 TP274 密级非密
UDC 620
硕士学位论文
基于 LVDS的高速远程传输系统的设计
刘成明
指导教师(姓名、职称) 李新娥副教授
张艳兵副教授
申请学位级别工学学士
专业名称信号与信息处理
论文提交日期________年______月______日
论文答辩日期________年______月______日
学位授予日期________年______月______日
论文评阅人___________________________________________________________
答辩委员会主席_______________________
年月日
原创性声明
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在指导教师的指导下,独
立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含
其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡
献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人
承担。
论文作者签名: 日期:
关于学位论文使用权的说明
本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定,其中包括:
①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件;②学校可
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后遵守此规定)。
签名: 日期:
导师签名: 日期:
中北大学学位论文
基于 LVDS的高速远程数据传输系统的设计
摘要
LVDS 的全称是 Low-Voltage Differential Signaling,即低电压差分信号,是 20 世纪
末美国国家半导体公司提出的一种信号传输模式,是一种电平标准。LVDS 接口技术可
作为一种高性能数据传输的解决方案,支持系统内(如印制电路板上)或系统间(如机
箱间)的数据传输。相比 RS485 和 IEEE 1394 等接口和协议标准,它具有高速、高抗噪、
低噪声、低功耗及设计简单、成本低等优点。论文的课题背景为航天测试系统,要求固
态存储器与地面测试台之间能够长距离、高速、实时传输大量数据。本文设计了一种基
于 LVDS 的高速远程传输系统,阐述了系统的组成和控制流程,并对应用中的一些关键
技术进行了分析。最终实现系统间数据以 480Mbit/s 的速率传输 50 米。
全文内容可概括为:
1) 根据论文的课题背景及要求,介绍了现在常用的数据接口以及 LVDS 串行传输的优
势,通过比较不同架构和拓扑技术的 LVDS 器件,最终采用点到点总线的、集成时
钟嵌入式串并收发器的 LVDS 器件进行系统电路的设计,并利用电缆驱动器/均衡器
实现长距离传输。
2) 针对高速差分信号的电路设计,分析了其中的关键技术,包括信号完整性分析和传
输中数据的处理。介绍了常见的信号完整性问题,并对如何避免或减小信号的反射、
串扰给出了解决方案:主要采用阻抗匹配方式,同时在 PCB 布线时综合考虑高速电
路和差分信号两方面的电路板设计原则。为保证传输中数据的连续性,主要采用
FIFO 缓存和交替发送真假数据的方案设计。
3) 对系统进行模块化设计,详细阐述了 LVDS 收发电路的设计,并给出固态存储器和
测试台间的数据传输方案,用 FPGA 作为主控器,用 VHDL 硬件描述语言设计了
FPGA 内部的逻辑功能模块,实现了固态存储器和地面综合测试台之间的高速数据
传输。
关键词:LVDS,FPGA,高速电路,信号完整性,阻抗匹配
中北大学学位论文
Design of High-speed Remote Transmission System Based on LVDS
Abstract
The full name of LVDS is Low-Voltage Differential Signaling. It is a kind of signal
transmission mode proposed by National Semiconductor Corporation in the end of the 20th
century, and also is a level standard. LVDS interface technology can be used as a solution of
data transmission with high performance, which supports the data transmissio