节能、高性能的3G-SDI解决方案

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节能、高性能的3G-SDI解决方案 [复制链接]

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サ墓ぷ鳎?こ淌???娑栽?48.5MHz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。 　　时钟恢复器及电缆驱动器均广泛应用于路由器中，以大型路由器为例，两者的功耗可占总功耗的40%左右。有时候在应用时并不是每个输出通道都是激活的，如果能够关断这些空闲或未使用的通道，则可以有效地减少功耗。NS的LMH0303电缆驱动器具有输入信号丢失告警和输出电缆检测功能，使系统设计更加容易。当输入信号丢失时，LOS（Loss of Signal）将输出一个信号通知系统，由其决定是否关断这个设备的通道。同样，通过输出的告警信号可以了解输出电缆是否没有连接或不可靠。这类电缆驱动器和时钟恢复器都能处于深功率节省方式，分别能节约3mW和10mW的功耗。 　　应用实例