新聞中心

        EEPW首頁 > 手機與無線通信 > 設計應用 > 基于FPGA的3G/HD/SD-SDI信號光纖傳輸系統的設計

        基于FPGA的3G/HD/SD-SDI信號光纖傳輸系統的設計

        作者:楊潤利 宋文生 周宇 鄭勇剛 時間:2015-09-07 來源:電子產品世界 收藏
        編者按:介紹了基于FPGA和高速串行復接/解復接技術,將3G/HD/SD-SDI信號通過光纖實現無損長距離傳輸的方法。與傳統的傳輸方案相比,此方案可以完成傳輸高清視頻的平滑升級,并向下兼容現有的視頻傳輸網絡,降低了網絡的改造升級成本。

        1.3 硬件電路實現

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/279223.htm

          本系統傳輸的信號速率從143Mbit/s到2.97Gbit/s,支持符合SMPTE 424M、SMPTE 292M、SMPTE 259M、SMPTE 297M、SMPTE 305M、SMPTE 310M標準以及DVB-ASI(EN50083-9)等數字電視格式的信號,滿足工業級和廣電產品相關標準要求。

          系統硬件需要的主要器件包括多速率SDI接收芯片GS2970、多速率SDI發射芯片GS2972、多速率SDI均衡芯片GS2974B 、FPGA+DSP芯片XC3SD1800A、高速復接/解復接芯片TLK3101。芯片GS2974B將輸入的信號進行均衡處理。

          芯片GS2970將輸入的SDI串行信號解碼,恢復出采樣時鐘,并將輸入的串行數據流轉換為并行數據。芯片內部集成帶壓控振蕩器的電路(Reclocker)和串行環路穿越電纜驅動器,可以自動調節輸出壓擺率,以適應數據的輸入速度。芯片的輸入抖動容限則高達0.7UI (單位信號時間),因此即使信號的眼圖已關閉60%以上,這款芯片仍可接收信號以及將信號解串。芯片具有信號環出功能,本端環出的信號,可直接連至高清顯示大屏幕或SDI監控器,可供系統實時檢測SDI 信號輸入是否正常。其功能框圖如圖3所示。

          芯片GS2972將接收到的并行數據轉換為無壓縮的信號。芯片內部集成電纜驅動器、帶壓控振蕩器的模塊和高性能PLL鎖相環模塊,不再需要外置本地時鐘及抖動消除電路,有效節約了電路板的面積;芯片只需模擬3.3V、1.2V及數字1.2V供電,且功耗低,只有400mW(包括電纜驅動),大大降低了系統成本。其功能框圖如圖4所示。

          FPGA芯片XC3SD1800A 支持600Mbit/s到3.125Gbit/s的信號速率,從芯片GS2970解碼輸出的150MHz的20路并行數據, 經FPGA芯片一級復用轉換為10 路300MHz的并行數據,同時FPGA芯片對150MHz的時鐘頻率信號進行倍頻產生與原有時鐘信號同相的300MHz時鐘信號,以提供給行、場同步信號,進而使行、場同步信號與10 路并行數據信號同時復用。 FPGA芯片與編碼器或解碼器之間采用了LVDS技術,不再使用TTL電平連接。LVDS電平具有非常低的EMI輻射和功率損耗,并提供更高的收發速率;另外,并行數據總線也從20位減少到10位,使得PCB板圖設計變得更容易,也降低了對FPGA的等級要求。


          芯片TLK3101將從FPGA芯片接收到的10位并行數據進行8B/10B編碼,復接為高速串行信號后輸出;同時將輸入的高速串行信號先進行8B/10B解碼和通道對齊,轉換成10位并行數據輸出給FPGA芯片。具有信號丟失(LOS)檢測功能。可接收的差分輸入門限低至200mV。僅需2.5V單電源供電,且功耗低,約450mW(Typical)。其功能框圖如圖5所示。

        2 電路測試

          使用Tektronix儀器 WFM 7120對系統傳輸的SD-SDI信號進行了實際測試,測試結果如圖6所示。

          由測試結果可知,經過本系統傳輸的視頻信號畫面清晰,眼圖質量好,信號抖動僅有0.12UI,優于SMPTE 259M規定的0.2UI。

        3 結束語

          目前,各省市電視臺和廣播通信網絡系統也越來越迫切需要在現有的光纖鏈路中傳送高清視頻信號,本文設計的基于FPGA的3G/HD/SD-SDI信號的系統,采用了SDI信號電復接、分接技術,實現了高質量視頻信號的傳輸且沒有任何圖像質量的損失,另外FPGA具有較大的設計靈活性,對數據的擦除、修改,只需更改代碼,無需改變電路結構,降低了系統成本,同時簡化了系統的復雜性,提高了系統工作的穩定性。

        參考文獻:

          [1]李彥迪. 基于FPGA的HD-SDI編解碼技術的研究與開發[J]. 電子技術應用 2012

          [2]Gennum. GS2970 Receiver Datasheet .2009

          [3]Gennum. GS2972 Transmiter Datasheet.2011

          [4]Gennum.GS2974B Adaptive Cable Equalizer Datasheet.2009

          [5]Texas Instruments. TLK3101 Transceivers Datasheet.2001

          [6]Xilinx. XA Spartan-3A DSP Automotive FPGA Family Data Sheet.2011

          [7]SMPTE 259M,Television 10bit 4:2:2 Component and 4fsc Composite Digital Signals Serial Interface.1997

          [8]SMPTE 292M,Television Bit-Serial Digital Interface For High-Definition Television Systems.1998

          [9]SMPTE 424M,Television 3Gb/s Signal/Data Serial Interface. 2006

        fpga相關文章:fpga是什么



        上一頁 1 2 下一頁

        評論


        相關推薦

        技術專區

        關閉
        主站蜘蛛池模板: 怀远县| 雷波县| 博湖县| 湛江市| 枣阳市| 安溪县| 长兴县| 布拖县| 延庆县| 伊春市| 普宁市| 珠海市| 岳池县| 若羌县| 大方县| 永登县| 普兰县| 芒康县| 鹤峰县| 星子县| 新昌县| 中宁县| 镇平县| 锡林郭勒盟| 琼结县| 兰溪市| 融水| 龙川县| 双鸭山市| 弥渡县| 巴彦淖尔市| 黄龙县| 肥西县| 鹿邑县| 聂拉木县| 赤城县| 周口市| 乐至县| 晋城| 藁城市| 岢岚县|