基于PCIe總線的航空視頻采集記錄系統的設計

SAA7121需要進行初始化配置后才能工作，初始化通過設置編碼器的寄存器，配置其工作模式。初始化要通過I2C總線完成，系統的I2C總線接口由FPGA實現。同步時鐘CLK VO和8-bit并行視頻數據都是由FPGA解碼處理后傳輸過來的。編碼器的工作頻率為27MHz，FPGA解碼后的視頻數據經過SAA7121編碼器的綜合視頻信號CVBS送給監視器。同時也設計了一個備用的YC分量視頻接口。
2．4 視頻傳輸
采集的視頻數據經過FPGA解碼處理后需要通過PCIe總線傳輸給嵌入式CPU以便于實時壓縮存儲。實現高速的PCIe總線是海量數據傳輸的關鍵。數據傳輸總線技術是不斷更新發展的過程。在數據通訊的起初階段，串行通訊因為信號簡單、實現方便而應用廣泛，占有統治地位，例如RS422串行通訊，盡管速率不高，目前仍然很有生命力。為解決串行通訊的瓶頸問題，開始采用并行傳輸總線，并行通訊的速率取決于時鐘頻率和數據寬度。目前最流行33MHz／32bit的PCI總線，峰值傳輸速率可達132Mbps。當繼續提高時鐘頻率時，并行通訊總線的數據寬度卻成為繼續提高速率的障礙。由于極高頻下的線路串擾和反饋，難以保證多路并行總線信號數據同步的一致性，數據通訊的傳輸技術從并行回歸到串行，并行雙向的PCI總線發展為串行單向的PCIe總線。速率高達2．5Gbps的PCIe總線有三對差分信號，即同步時鐘CLK+／CLK-、接收信號R+／R-和發送信號T+／T-。PCIe總線設計電路如圖5所示。

在PCIe這種高速信號傳輸總線中，數據不是直接通過信號導線的電壓信號，而是通過高頻耦合方式傳輸的。圖5中的C1、C2就是發送方的耦合電容，應盡量靠近橋片。每一對差分信號都應該有耦合電容，圖5中時鐘和接收信號對的耦合電容，隱含在PCIe的主控方。