可用于汽車娛樂(lè)和導(dǎo)航系統(tǒng)的3G-SDI解決方案

即使你的系統(tǒng)可以滿足前面所述的指標(biāo)要求，但也不能確定系統(tǒng)是穩(wěn)定可靠的。與模擬系統(tǒng)不同的是，數(shù)字系統(tǒng)性能不會(huì)緩緩下降，而 是無(wú)誤差地工作直到系統(tǒng)徹底損壞。通常采用音律測(cè)試方法對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，即改變數(shù)字信號(hào)一個(gè)或多個(gè)參數(shù)直到使該數(shù)字系統(tǒng)失效，最直接的音律測(cè)試方法是加入電纜進(jìn)行音律測(cè)試。雖然視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)編碼成為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，但是在本質(zhì)上SDI信號(hào)仍然是模擬的，并且仍然會(huì)受到衰減和相移等失真的影響，較長(zhǎng)的電纜容易產(chǎn)生信號(hào)丟失及相移，使信號(hào)出現(xiàn)失真，我們?cè)诮邮斩思尤胍粋€(gè)額外的電纜均衡器以補(bǔ)償失真。在電纜傳輸中，由于電纜的頻率響應(yīng)特性，信號(hào)會(huì)產(chǎn)生損失和相移等失真，均衡器可以為失真信號(hào)提供補(bǔ)償，我們可以通過(guò)加入更長(zhǎng)的電纜對(duì)接收端的均衡范圍、噪聲性能等特性作出評(píng)價(jià)。這種音律測(cè)試特別在使用SDI的病態(tài)信號(hào)時(shí)是非常有意義的，因?yàn)樗旧夏M了真實(shí)的狀況。串行數(shù)字系統(tǒng)對(duì)病態(tài)信號(hào)的處理是很困難的，在這種低頻的極差圖形中，其中一區(qū)用于測(cè)試均衡器，另一區(qū)可以用來(lái)檢查接收器的鎖相環(huán)的性能。NS的3G-SDI均衡器有能力在3G時(shí)均衡120米電纜長(zhǎng)度的距離，從圖5可以看出使用NS的3G-SDI產(chǎn)品，是很容易滿足 SMPTE的指標(biāo)的。

　　SDI信號(hào)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離傳輸時(shí)信號(hào)質(zhì)量會(huì)變差，為了補(bǔ)償長(zhǎng)距離傳輸?shù)膿p耗并重建視頻信號(hào)的幅度，需要加入一個(gè)額外的電纜均衡器。然而均衡器無(wú)法去除信號(hào)中固有的抖動(dòng)與噪聲，因此為了不使整個(gè)信號(hào)鏈路的抖動(dòng)被堆積，不建議采用均衡器輸出做多點(diǎn)傳輸，推薦在分傳前利用時(shí)鐘恢復(fù)器重新產(chǎn)生干凈的信號(hào)，需要注意的是時(shí)鐘恢復(fù)器需要均衡器在再次產(chǎn)生數(shù)據(jù)之前重建信號(hào)的幅度并打開(kāi)眼圖。有時(shí)候信號(hào)在系統(tǒng)間傳輸時(shí)，傳輸?shù)慕橘|(zhì)可能是背板而不是電纜，這種情況下使用另外的電纜均衡器也可以補(bǔ)償信號(hào)的損失，但是無(wú)法達(dá)到成本最優(yōu)化。由于背板不會(huì)太長(zhǎng)，因此無(wú)源均衡器是更為理想的方案，它具有很低的價(jià)格且不消耗功率。

　　時(shí)鐘恢復(fù)器及電纜驅(qū)動(dòng)器均廣泛應(yīng)用于路由器中，以大型路由器為例，兩者的功耗可占總功耗的40%左右。有時(shí)候在應(yīng)用時(shí)并不是每個(gè)輸出通道都是激活的，如果能夠關(guān)斷這些空閑或未使用的通道，則可以有效地減少功耗。NS的LMH0303電纜驅(qū)動(dòng)器具有輸入信號(hào)丟失告警和輸出電纜檢測(cè)功能，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加容易。當(dāng)輸入信號(hào)丟失時(shí)，LOS（Loss of Signal）將輸出一個(gè)信號(hào)通知系統(tǒng)，由其決定是否關(guān)斷這個(gè)設(shè)備的通道。同樣，通過(guò)輸出的告警信號(hào)可以了解輸出電纜是否沒(méi)有連接或不可靠。這類電纜驅(qū)動(dòng)器和時(shí)鐘恢復(fù)器都能處于深功率節(jié)省方式，分別能節(jié)約3mW和10mW的功耗。

　　應(yīng)用實(shí)例

　　交叉點(diǎn)開(kāi)關(guān)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模塊，它經(jīng)常在開(kāi)關(guān)電路和復(fù)用器中使用，例如在汽車娛樂(lè)和導(dǎo)航系統(tǒng)中，多個(gè)不同的視頻信號(hào)輸入源和多個(gè)不同的顯示設(shè)備，需要在任意的顯示設(shè)備上顯示任意輸入源，運(yùn)行和休眠的時(shí)鐘需要分配到不同的目的。圖6顯示的第一個(gè)實(shí)例是一個(gè)小型視頻路由器、 2.97G串行視頻數(shù)據(jù)信號(hào)被分配到不同的位置。DS25CP104是LVDS交叉點(diǎn)開(kāi)關(guān)系列中的一員，它可以處理直流到3.125Gbps的高速信號(hào)，具有非常低的抖動(dòng)和很低的功耗，而且每個(gè)通道都可以通過(guò)SM總線監(jiān)控和讀取LOS的狀態(tài)，LOS可以用來(lái)關(guān)斷無(wú)用的通道。由于具有非常簡(jiǎn)單的SDI設(shè)備的接口、非常低的抖動(dòng)和寬范圍的數(shù)據(jù)率，使它廣泛應(yīng)用在開(kāi)關(guān)和布線應(yīng)用中。另外器件封裝很小，是6×6mm的管腳排列。第二個(gè)例子是DS25BR204的應(yīng)用，這個(gè)是非常簡(jiǎn)單的從2個(gè)可選的輸入去復(fù)制4路信號(hào)的方法，同樣具有LOS功能，可以實(shí)現(xiàn)功率的優(yōu)化。

　　對(duì)于這類快速出現(xiàn)的用于3G- SDI傳送的SMPTE424M標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司是業(yè)界完整方案的最早的供應(yīng)商，產(chǎn)品包括自適應(yīng)均衡器、時(shí)鐘恢復(fù)器、電纜驅(qū)動(dòng)器、串行器、解串器、交差點(diǎn)開(kāi)關(guān)等，這些產(chǎn)品滿足SDI的每個(gè)應(yīng)用，適用于各式各樣的SDI系統(tǒng)。一個(gè)大型的布線系統(tǒng)，可能會(huì)需要所有的產(chǎn)品。在功耗要求越來(lái)越高的今天，一些產(chǎn)品的關(guān)斷功耗可以只有3mW，信號(hào)丟失告警和電纜連接檢測(cè)大大地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

　　美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司和Altera公司合作完成了工業(yè)第一個(gè)3G/HD/SD-SDI系統(tǒng)的視頻開(kāi)發(fā)平臺(tái)，它是基于Altera Cyclone III FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該方案采用NS高性能的3G-SDI信號(hào)路徑、視頻時(shí)鐘、電源管理器產(chǎn)品和Altera公司的FPGA產(chǎn)品，組成了標(biāo)準(zhǔn)的可擴(kuò)展的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。它包括了許多有特色的產(chǎn)品，例如3G-SDI產(chǎn)品、多視頻格式的同步分離器、時(shí)鐘產(chǎn)生器、交叉點(diǎn)開(kāi)關(guān)、LDU和DC/DC轉(zhuǎn)換器等等。

　　除了Altera公司以外，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司也和Xilinx公司合作提供了類似的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司和Xilinx提供了聯(lián)合方案，采用低價(jià)FPGA進(jìn)入高端AVB市場(chǎng)的方法，它支持SD、HD和3G專業(yè)視頻的應(yīng)用。