[发明专利]用于“LVDS”型链接的发送和接收视频数字信号的系统

说明书

技术领域

本发明的领域是“LVDS”型数字链接的领域，缩写LVDS意为“低压差分信号”。更特别地，本发明涉及用于发送和接收所发送的信号及其编码的系统。本发明可以应用于使用“LVDS”接口来传输视频信息的任意领域。但是，其主要是为了航空应用设计的。

背景技术

这些链接通常用于图像传输并且具有不同的名称。最常见的是“FPD-LINK”、“Camera-Link”、“Channel-Link”、“FLATLINK”等等。作为示例，图1描绘了完整的“LVDS”型传输系统。其包括发送接口1、传输线路自身2和接收接口3。典型地，发送接口1和接收接口3包括放大装置10和放大装置30以及编码模块11和编码模块31。在图1的情况下，系统被设计成发送3x 6位编码的“RGB”型编码的视频信号。链接2包括4对平行布设的绞合线。发送接口1对视频信号(R，G，B)和同步信息SYNC进行编码，并且通过前三对链接线发送它们。发送接口1还通过第四对链接线来发送时钟信号CLK。在链接2的另一端，接收接口3进行相反的工作，基于接收到的信号来解码视频信号。如果视频信息是3x 8位编码的，则链接2需要五对绞合线。

起初，“LVDS”最初是为了便携式微机内部的从图形组件到平面屏幕的链接而开发的，它们非常适合于这种类型的短距离应用。这种类型的链接得到高度发展，如今它们的成本非常低，很多液晶面板具有“LVDS”接口。此外，许多用户尝试使用这种技术来制造不仅是设备内部的链接，还有设备间的链接。在航空领域，这种技术可以用于特定的航空电子设备，例如那些执行被称为“电子飞行包”或“EFB”的功能的航空电子设备，其中“电子飞行包”或“EFB”被设计成代替机载手册或文件。规定这些“EFB”设备的接口的ARINC 828标准特别授权了“LVDS”链接的使用。这种用途是很有价值的，因为基于用于便携式计算机的硬化卡(hardened card)的设备从一开始就具有“LVDS”视频输出。

在这种类型的“LVDS”链接上，通过常规的接收装置基于像素时钟来重建高频时钟，高频时钟直接用于包含视频数据的被称为Rin0、Rin1和Rin2的通道的采样，如图2所示，其中锁相环32或“PLL”控制“触发器”33。因此，这种采样原理对线路之间的延迟差(skew)极其敏感，这种延迟差也被称为“对间延迟差”。当链接长度大于几米时，取决于多对电缆的特征，由于各个通道之间随着长度而增加的延迟差，可能会出现传输误差。因此，通道之间的延迟差必须保持在明显小于“LVDS”串行传输的“位”周期，其等于“像素”周期的七分之一。

作为示例，以60Hz的刷新频率传输符合“SPWG”标准(意为“标准面板工作组”，Standard Panel Working Group)的包括1024x768像素的图像的“XGA”型视频格式具有56MHz的“像素”频率。其串行传输频率是7倍高，因此等于392MHz。因此，“位”周期或“UI”(Unit Interval，单位时间)具有大约2.5ns的持续时间。因此，导致延迟差的全部原因(例如由于被称为“SERDES”的串行器/解串器组件、印刷电路的导线长度、连接器以及电缆)加起来不能造成大于1.25ns的总误差。但是，最佳的多对电缆，即该专门用于该用途的多对电缆具有小于或等于50ps/m的规定对间延迟差，这对几十米的长电缆来说已经是极限了。对于恶劣环境的使用而言，比如航空电子设备，不存在这种电缆，对于现有的航空电缆，电缆对之间的延迟差不受控制。

此外，通过使用特殊的线束，“LVDS”链接的标准接收装置在航空电子设备中可以适当地用于短的或非常短的链接。

为了解决“LVDS”链接的问题，“Silicon Image”公司研发了一种被“DVI”和“HDMI”视频标准所采用的新标准，名为“TMDS”，意为“转换最小化差分信号”(Transition Minimized Differential Signalling)。“TMDS”格式中的视频数据通过8位-10位编码装置编码，该编码装置具有下列作用：

-产生所谓“直流平衡”的编码，即实际上包括和“1”位一样多的“0”位。这种编码可以免除连续分量(continuous component)的传输，并且能够改善眼图；

-限制被称为“运行长度(run length)”的无转换(transition)的持续时间，其允许模拟锁相环的耦合，以便找到每个单独通道上的位相位；