基於低壓差分信號的SerDes器件簡化汽車音頻連接
發布時間:2020-04-20 責任編輯:lina
【導讀】近年來,隨著CMOS成像傳感器和Flash存cun儲chu器qi等deng產chan品pin價jia格ge的de日ri益yi下xia降jiang,對dui於yu成cheng像xiang和he視shi頻pin技ji術shu感gan興xing趣qu的de消xiao費fei者zhe數shu量liang在zai不bu斷duan增zeng加jia。在zai不bu久jiu的de將jiang來lai,視shi頻pin將jiang在zai汽qi車che環huan境jing中zhong的de安an全quan性xing應ying用yong方fang麵mian創chuang造zao價jia值zhi,目mu的de在zai於yu使shi我wo們men行xing駛shi的de路lu麵mian和he駕jia駛shi的de汽qi車che都dou更geng加jia安an全quan。
近年來,隨著CMOS成像傳感器和Flash存cun儲chu器qi等deng產chan品pin價jia格ge的de日ri益yi下xia降jiang,對dui於yu成cheng像xiang和he視shi頻pin技ji術shu感gan興xing趣qu的de消xiao費fei者zhe數shu量liang在zai不bu斷duan增zeng加jia。在zai不bu久jiu的de將jiang來lai,視shi頻pin將jiang在zai汽qi車che環huan境jing中zhong的de安an全quan性xing應ying用yong方fang麵mian創chuang造zao價jia值zhi,目mu的de在zai於yu使shi我wo們men行xing駛shi的de路lu麵mian和he駕jia駛shi的de汽qi車che都dou更geng加jia安an全quan。
haohuaqichezhongyijingchuxianfangzhuangxitong,keyijiezhuhuanraozaiqichezhouweideduojiaoshexiangji,jianshiyudingfanweineigezhongwutiduichetidekaojinqingkuang。zaieliedehuanjingzhong,jiangzhexieyuanchengshexiangjiyuyongyushishifenximeigetupiandejizhongshipinchuliqixianglianjie,huichanshengfeichangshijidewenti,youqishizaigegeshexiangjikenengshengcheng16位或更高的視頻信息以及多個控製信號的情況下。很顯然,多重平行總線占據了相當大的空間並產生了多餘的重量負擔;再嚴重一些,這大量的電線就會成為一個非常“有效”的天線,會將本地產生的高脈衝幹擾引入係統的電子設備中。
汽車視頻應用所要求的技術,突出了許多係統的設計者要麵臨的挑戰,這些係統將帶有中央顯示器/控製係統的多重資源結合在一起。舉例來說,一個具有代表性的車內係統結構,它包含導航幫助和娛樂子係統、攝像機等功能,可以掃描道路變化,監視靠近汽車的物體,同時還具有增強的夜視功能。
由於在工業應用中,比如CAN(控製器局域網),可能會傳輸監控信息,而子網絡會轉移視頻信息。特別是在歐洲的客車上,這種子網絡可能是基於MOST(麵向媒體的係統傳輸)網絡的光纖,它們中的一些任務可以獲得有限的接受,如從遠程DVD播放器到椅背屏幕的視頻流。

LVDS支持
上麵的任何一種方法都不適於將視頻數據直接從其來源轉移到目的地。消除寬數據總線的一種解決方案是借助LVDS(低壓差分信號)這種高速物理層接口。這項電流環技術在發射器上采用一個H橋輸出級,將大約3.5mA的電流驅入兩條導線中的一條,將信號載到接收器,電流的相對方向決定信號的極性。
接收器上一個額定電阻值為100ohm的電阻器端接在總線,並將約350mV的差分電壓加到一個獨立於係統電源電壓的1.25V的共模電壓上。操作級特別適用於3.3V邏輯電源,但是由於接收器具有50mV?2.35V的共模電壓範圍,一個LVDS鏈接可以允許在3V及以下的電源上,在發射器與接收器間高達 1V的de對dui地di電dian壓ya偏pian移yi。這zhe將jiang有you助zhu於yu在zai分fen布bu式shi係xi統tong中zhong的de通tong信xin,因yin為wei在zai這zhe些xie係xi統tong中zhong汽qi車che的de線xian束shu長chang度du上shang將jiang會hui產chan生sheng相xiang當dang大da的de直zhi流liu偏pian移yi。最zui大da短duan路lu電dian流liu為wei24mA。電阻值的範圍可以定義在90?132Ω之間以適用於電纜的特征阻抗,而小電壓擺動和電流環的平衡特性抑製了EMI的產生並減少共模電壓噪聲。其故障保護性確保接收器在故障狀態下輸出設定至邏輯1,其中包括傳輸信號丟損或接收器輸入短路等狀態。此特性使得係統設計者可以很容易地檢測到硬件的連接錯誤。
至關重要的一點是,電流模式邏輯和小信號擺動允許極高速的運行,假設采用一個無損耗的傳輸媒體,理論上的最大運行值可接近2GHz。在實踐中,有賴於互聯係統,最大的傳輸距離大約為10m。這個標準使用戶可以自由地選擇互聯方式,如PCB走線、靈活的PCS、帶狀電纜、雙絞線纜和連接器,以適用於點到點鏈接或多支路拓撲。因此, LVDS 的應用範圍包括:從電信支架背板到磁盤驅動接口,從互聯圖像處理器到筆記本電腦LCD屏幕。

SerDes 的簡化
經過很小的修改,LVDSjishuhaikeyiwanquanshiyongyuzaiduanjulichuanxinglianjiezhongjinxingyinpinshujuchuansong,ruzaiqicheneideyingyong。zhezhongfanganzhongdeguanjianyinsuzaiyufasongqihejieshouqi,tamentongguoduishipinxinxijinxingchuanxinghuojiechuanchulixingchengyizhongshiyongyuchuanxinglianjiedegeshi。Intersil公司基於其在專用串行器/解串器(SerDes)產品方麵的豐富經驗,現已開發出SerDes器件的首個樣品,以簡化在汽車、消費類和工業應用研究中的音頻連接。器件ISL34340用一種類似於LVDS的格式傳輸數據,並整合了串行器/解串器的功能,從而允許在一個單獨的低成本差分對上進行雙向操作,如 Twinax 電纜或Cat5以太網雙絞線。

Intersil 的ISL34320/340qijiandeyigedutefangmianzaiyuzhixinglecetongdaodetexing。chuleshipinlvzhengxiangtongdao,cetongdaopeizhileewaideluoji,yunxukongzhixinhaoyuyuanchengdianlanduanjinxingshuangxiangchuanshu。zaidianxingcaozuozhong,xitongchuliqitongguochuyucongmoshideyigebiaozhundeI 2 C接口與ISL34320/340進行通信,並可以重新獲得例如電纜斷開這樣的故障信息。TDB(時分複用)電路可以允許I 2 C端口間高速的傳輸數據,否則I 2 C端口將會需要單獨的傳輸介質。
視頻數據傳輸模塊將成像數據封裝進入主要數據流,而單獨的側通道接收從I2C端duan口kou發fa出chu的de數shu據ju。這zhe個ge輔fu助zhu通tong道dao可ke以yi通tong過guo在zai視shi頻pin垂chui直zhi回hui掃sao期qi間jian,進jin行xing傳chuan輸shu設she置zhi和he控kong製zhi。通tong過guo插cha入ru足zu夠gou的de換huan向xiang周zhou期qi來lai保bao證zheng控kong製zhi數shu據ju不bu會hui與yu數shu據ju流liu相xiang衝chong突tu,在zai每mei個ge數shu據ju幀zhen間jian隔ge的de每mei個ge方fang向xiang上shang,一yi對dui芯xin片pian可ke以yi轉zhuan換huan高gao達da224字節的數據。這就相當於在 60Hz幀率下,107kbp的原始數據吞吐量。
使用輔助傳輸機製,其中包括設置一個遠程SerDes芯片的使用而無需單獨的長距離I 2 C連接。在這種情況下,主處理器可以利用在本地(遠程)SerDes器件內RAM,在起動一個向遠程芯片的傳輸前彙集可配置數據。也可以在SerDes對之間,執行寄存器至寄存器的傳輸,利用I 2 C EEPROM變更數據或與傳感器等I 2 C器件進行通信。
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