文档介绍：基于LVDS的高速大容量数据传输系统的设计与实现
摘要针对数字图像传输遇到的瓶颈问题,本文提出了一种新的解决方法,采用集串、解串、二次集串、二次解串和均衡等技术,利用LVDS信号特性,借助采集板、集串板、解串板、处理板构建一个LVDS高速大容量数据传输系统,设计实现并验证了图像的实时传输。
【关键词】集串解串均衡 LVDS
1 引言
在某光电图像处理系统中,需要把cameralink接口数字相机输出图像通过滑环从舱外传输到舱内,相机输出的是11对LVDS差分信号。图像传输存在如下问题:
(1)LVDS数据传输最远距离为10m;
(2)滑环上供信号传输的接口有限;
(3)信号过滑环很容易受到干扰。
常用处理方法有三种:一是转换为光纤传输,二是转换为网络传输,三是通过中继传输。这三种方法都能实现图像传输,同时也都有一定的不足。光纤传输需要有接收光端机和发送光端机,价格昂贵,成本高,额外增加重量,给安装带来了诸多不便,不利于集成化小型化一体化设计。网络传输对滑环要求比较高,在数据量小的情况下网络传输比较稳定,一旦数据量变大,网络传输会出现信号部分丢失。不同的传输距离需要的中继数量不同,如果传输距离远,则需要多个中继参与才能实现,中继传输需要经过多次转换,并且安装也不方便。为此本文提出了一种新的解决方法,设计实现并验证了图像的实时传输。
2 系统原理与组成
LVDS信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以400Mbps的速率传输,其低电压和低电流驱动输出实现了低噪声、低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等。标准的最高数据传输速率是655Mbps,。因此可以应用在高速传输数据能力的系统中。传统的LVDS传输距离一般不超过十米。由于电缆是有损耗的传输线,会使信号产生失真和畸变,传输会出现大幅衰减,经由电缆传送的低电压差分信号同样也会出现衰减情况。
未解决上述问题,本文利用LVDS信号特性,借助集串板、解串板、处理板、采集板构建一个LVDS高速数据传输系统,设计实现对图像的实时传输。系统设计时把相机输出的11对LVDS差分信号首先送至采集板,采集板里把信号经过处理后分三路输出,一路直接输出进行数字显示,一路传输至处理板进行跟踪处理并显示,一路送至集串板,集串板接收到数据后进行集串处理,把11对LVDS差分信号转换为1对LVDS差分信号后送至解串板,解串板进行解串处理,把1对LVDS差分信号转换为11对LVDS差分信号,然后再送到采集板,采集板里把信号经过处理后分两路输出,一路直接输出进行数字显示,一路传输至处理板进行跟踪处理并显示。整个系统组成如图1所示。
3 功能设计与实现
在整个系统中,采集板和处理板都是采用成熟技术,并且这两部分都是用于功能验证。系统的核心在集串板和解串板,集串和解串都需要自适应均衡处理,因此系统的关键是集串、解串和均衡。
本系统输入的cameralink接口数字图像点阵大小为640×512,刷新频率为100hz,数据位宽为10位,数据流量不超过320Mbps,数据传输率均满足要求。
数字相机输出的11对差分信号经过采集板处理后送至集串板进行解码,把11对LVDS电平的信号转换为28位TTL电平的数字图像、1路时