可用于汽车娱乐和导航系统的3G-SDI解决方案

2010-03-03 19:14:03来源: 中电网

      SDI 是串行数字接口,被用来传送无压缩的数字视频信号。在上世纪80年代,SDI得到了快速发展并对其标准作出了定义。3G-SDI中的3G是指SDI信号的数据传输率为3Gbit每秒。由于HDTV可以支持每秒30帧的逐行扫描1920×1080的分辨率格式,而3G能够支持比HD视频信号最高帧扫描频率高一倍的频率,即3G可以支持每秒60帧的HD信号,这在观看动态视频时的差别是很大的。

  SMPTE424M定义了3G-SDI的物理层及这类电信号的特征性能。传送的信号应该有800mV的电压摆幅,上升和下降时间必须小于135ps,允许有一些过冲的存在,但不可以超过10%,即 80mV。在SMPTERP184中规定了时钟抖动和调整抖动的定义,它们需要的抖动参数分别小于2UI和0.2UI,调整抖动参数实际上要求是 0.3UI,但是SMPTE强烈推荐使用0.2UI的参数要求,因此本文将使用0.2UI的参数要求。接收器中,在10Hz到297MHz的频带内,输入抖动容限,从2UI到0.2UI。发送器的输出与接收器的输入都应该被优化以保证回波损耗。

  在发送器中,大部分抖动来自于串行器,电缆驱动器也会增加一些抖动。图1所示为目前正在使用的发送器的典型框图,它可以工作到HD、SDI,但是它不支持3G-SDI。由于20位的数字视频总线已经在HD中制造了EMI问题,而在3G中该时钟频率加倍,因此EMI问题在3G中将更加严重。此外,PCB的布线也不是一项简单的工作,工程师将要面对在 148.5MHz工作下的20条印制线。FPGA产生的时钟信号也包含很多抖动,因此这些时钟是不适合直接用于串行器的,由于会增加串行器的输出抖动,从而需要加入抖动消除电路或Genlock电路以消除抖动。此外,有一些串行器也要求一个干净的本地时钟,这些抖动和本地时钟不仅增加了系统成本,也占用了 PCB的面积。最后,串行器是一个模拟信号器件,包含了数字处理单元以及模拟串行单元,因此产生低抖动的模拟数字信号很困难。以HD信号为例,最小可以实现的输出抖动大约为115ps或0.17UI,因此如果要支持3G,必须要采用全新的结构。

  NS的SDI串行器和解串器产品创新的结构为SDI-3G提供了低辐射、低成本、低抖动和高性能的解决方案,在FPGA和串行器或解串器之间采用了 LVDS技术,从而去除了TTL连接。由于LVDS具有非常低的EMI辐射和功率损耗,因此非常适合应用在手持产品中。另外,PCB的印刷线也从20根减少到10根,使得PCB的设计更加容易。由于芯片内部设计了高性能PLL锁相环,不再需要外置本地时钟及抖动消除电路,因此系统成本得到了明显的降低,同时节约了电路板的面积。因为FPGA已经存在于系统中,不需要额外的费用,因此大部分数字信号处理工作可以由FPGA完成,如CRC及行号插入、光栅、 ANC和EDH插入等。事实上,由于最困难的串行工作现在已经由串行器来完成了,因此可以降低FPGA的等级。这种串行由于采用了优秀的模拟技术工艺和高精度的锁相环,因此可以提高解串器的抖动容限,最低可以达到0.6UI。和串行器类似,我们在解串器中也可以集成类似的环路,它可以简化设计和减小空间,所以这样的解串器不需要本地的时钟,它是一个微小空间的7×7毫米的LLP封装,如图2所示。

 

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关键字:汽车  娱乐  导航3G-SDI  SMPTE424M  信号

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2010/0303/article_1775.html
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