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一种LVDS-光纤接口转换器的设计与实现

仪表技术与传感器 2018年第5期 35-38页

作者：王红亮曹京胜陈一波仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

针对目前多数基于SFP光纤接口的高速传感器存储测试设备无法与频谱分析仪直接通信的现状,设计了一种基于FPGA的LVDS-光纤接口转换器。通过FPGA编程实现LVDS接口数据包和光纤接口数据包编码转换,利用DDR3对数据进行乒乓操作达到高速缓存... 详细信息

针对目前多数基于SFP光纤接口的高速传感器存储测试设备无法与频谱分析仪直接通信的现状,设计了一种基于FPGA的LVDS-光纤接口转换器。通过FPGA编程实现LVDS接口数据包和光纤接口数据包编码转换,利用DDR3对数据进行乒乓操作达到高速缓存目的,实现了频谱分析仪与高速存储测试设备间双工通信。经长时间实际测试没有出现误码,表明该转换器设计合理高效。

关键词： LVDS接口光纤接口接口转换高速接口 DDR3 乒乓操作

基于CCD图像传感器的LVDS接口电路设计

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基于CCD图像传感器的LVDS接口电路设计

作者：李锐吉林大学

学位级别：硕士

随着信息技术的跨越式发展和互联网技术的不断进步,人类社会逐渐走进大数据时代,我们对硬件的要求也越来越高。除了更快的多任务处理速度,也在要求更高的数据传输速度。比如在目前使用的个人电脑中,CPU的运算速度已经大幅度领先了内存... 详细信息

随着信息技术的跨越式发展和互联网技术的不断进步,人类社会逐渐走进大数据时代,我们对硬件的要求也越来越高。除了更快的多任务处理速度,也在要求更高的数据传输速度。比如在目前使用的个人电脑中,CPU的运算速度已经大幅度领先了内存的存取速度。所以,高速接口电路的研究逐渐成为热点。LVDS(Low Voltage Differential Signaling)即低压差分信号接口电路,是现在非常热门的一种接口技术。由ANSI/TIA/EIA-644A协议规定其具体的电学参数。LVDS接口电路技术可以替换我们常用的COMS和TTL信号,并且具有传统信号所不具有的优势:接近2Gb/s的点对点传输速率,有效抑制共模噪声和实现更低的功耗和噪声。本文提出了一种功能完备的电路系统,主要包括串行化器和LVDS驱动器两部分,应用于大量并行信号的高速传输。具有传输速率快,可移植性强的特点。串行化器包括移位寄存器电路,时钟产生电路,同步电路,帧信号产生电路,测试电路五部分组成。LVDS驱动器电路由驱动器主体电路,单端转差分电路,共模反馈电路,偏置电路,电阻网络电路,相位校准电路,模拟缓冲器电路和带隙基准电路。在对接口电路的两部分具体分析和仿真验证基础上,采取了全定制的版图方案,设计了一款LVDS输出接口电路的测试芯片,并使用0.18μm CMOS工艺流片和封装。针对测试芯片的工作特点设计了一款专门用于测试的PCB电路。对芯片进行功能和性能测试。芯片在各种极限情况下的后仿真结果均能达到640Mb/s的数据传输速率。并在实际测试中,各项功能和性能都达到了设计要求。

关键词： LVDS 驱动器串行化器高速接口

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一种多接口协议弹性缓冲器优化设计方法

电子设计工程 2021年第24期29卷 52-58页

作者：樊仕超贾一平舒毅杨海钢中国科学院空天信息创新研究院北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049 山东产业技术研究院山东产研集成电路产业研究院山东济南250001

弹性缓冲器被广泛应用于高速接口协议物理层设计中,用以匹配跨时钟域传输时因时钟相位频率偏差导致的数据同步问题。在分析多种接口协议需求的基础上,采用常半满机制,设计并实现了一款参数可配置的多路指针弹性缓冲器。该弹性缓冲器支持... 详细信息

弹性缓冲器被广泛应用于高速接口协议物理层设计中,用以匹配跨时钟域传输时因时钟相位频率偏差导致的数据同步问题。在分析多种接口协议需求的基础上,采用常半满机制,设计并实现了一款参数可配置的多路指针弹性缓冲器。该弹性缓冲器支持10 bit、20 bit和40 bit数据位宽,最小深度为8,最高读写时钟频率为500 MHz,通过半满检查方式确定当前存储器内部状态,并以此自动增添或删减控制字符实现缓冲控制。仿真及综合结果表明,所设计的弹性缓冲器可以满足多种协议的需求,实现信道数据传输速率的动态匹配。

关键词：高速接口弹性缓冲常半满方式多路指针

基于TIA/EIA-899标准的TYPE-I型M-LVDS接收器设计

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计算机工程与科学 2015年第3期37卷 452-456页

作者：李智陈迪平赵建中曹成成湖南大学物理与微电子科学学院湖南长沙410082 中国科学院微电子研究所北京100029

提出了一种基于TIA/EIA-899标准的TYPE-I型M-LVDS接收芯片的实现方案,设计了一种新颖的共模搬移电路在实现超越电源电压轨的共模输入范围的同时简化了后级电路设计,节约了面积和功耗,电路中预放大器将输入信号放大一定倍数,迟滞比较器... 详细信息

提出了一种基于TIA/EIA-899标准的TYPE-I型M-LVDS接收芯片的实现方案,设计了一种新颖的共模搬移电路在实现超越电源电压轨的共模输入范围的同时简化了后级电路设计,节约了面积和功耗,电路中预放大器将输入信号放大一定倍数,迟滞比较器为系统引入迟滞效果。芯片采用GSMC0.18μm 1P6M CMOS工艺流片验证。测试结果表明,该芯片共模输入范围为-1.4V^3.8V,信号传输速率大于250 Mbps,具有典型值为28mV的迟滞效果。

关键词： M-LVDS 高速接口共模电压迟滞

基于CY7C68013的USB2.0通信接口的设计

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微型机与应用 2015年第22期34卷 61-63页

作者：赵静马尚昌成都信息工程大学中国气象局大气探测重点实验室四川成都610225

介绍了一种利用USB通信协议的方法实现下位机与上位机之间的通信传输。该方法以满足符合标准的USB2.0协议为基础,以EZ-USB FX2为设计的基础构架,以Cypress公司推出最具性价比的一种内嵌增强51单片机的芯片CY7C68013为核心,来构建下位机... 详细信息

介绍了一种利用USB通信协议的方法实现下位机与上位机之间的通信传输。该方法以满足符合标准的USB2.0协议为基础,以EZ-USB FX2为设计的基础构架,以Cypress公司推出最具性价比的一种内嵌增强51单片机的芯片CY7C68013为核心,来构建下位机与上位机的数据传输通道。给出了系统的硬件设计方案、固件驱动程序以及计算机端的应用程序设计方法及流程。通过USB数据通信表明,USB2.0高速接口的带宽能够达到480 Mb/s的通信速率,能够充分满足普通接口数据传输所需速率,有效提高了传输效率,并且能将接收到的数据保存在计算机系统中,以备使用。因此,USB2.0通信接口的设计在数据传输的实际运用中有值得探索的价值。

关键词：数据传输 USB2.0 高速接口相互通信驱动程序

PCIE2.0中8b/10b编码器的实现与扩展

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南开大学学报（自然科学版） 2019年第2期52卷 34-38页

作者：蔡万楼赵建中吕英杰南开大学电子信息与光学工程学院天津300457 中国科学院微电子研究所智能感知中心北京100029

针对用于PCIE2.0物理层的8b/10b编码器及其扩展的16b/20b编码器,设计了一种新的实现方式.将8b/10b编码分为5b/6b编码和3b/4b编码两个子模块,根据PCIE2.0协议中规定的编码表采用极性分组和卡诺图化简的方式得到子模块逻辑表达式并组合实... 详细信息

针对用于PCIE2.0物理层的8b/10b编码器及其扩展的16b/20b编码器,设计了一种新的实现方式.将8b/10b编码分为5b/6b编码和3b/4b编码两个子模块,根据PCIE2.0协议中规定的编码表采用极性分组和卡诺图化简的方式得到子模块逻辑表达式并组合实现8b/10b编码.然后分析了由其扩展的16b/20b编码器中3种不同流水线级数的实现方式,使用Synopsys的Design Compiler工具在SMIC55 nm工艺下进行综合,在250 M时钟频率下的组合逻辑资源面积仅为223μm^2,并根据综合结果分析了流水线级数对编码器性能的影响.

关键词： 8b/10b编码流水线设计高速接口 PCIE2.0

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多DSP并行视频图像处理系统设计

多DSP并行视频图像处理系统设计

作者：邱又海华中科技大学

学位级别：硕士

随着数字电视的逐渐推广,电视系统正在由模拟向数字转变。目前播放的数字电视多数是标准清晰度数字电视,但是数字电视的发展并未停止,在不久的将来,高清晰度数字电视必将取代标准清晰度数字电视。只有数字电视终端并不能完全体验到高清... 详细信息

随着数字电视的逐渐推广,电视系统正在由模拟向数字转变。目前播放的数字电视多数是标准清晰度数字电视,但是数字电视的发展并未停止,在不久的将来,高清晰度数字电视必将取代标准清晰度数字电视。只有数字电视终端并不能完全体验到高清晰度数字电视的优点,由于制作费用较高,目前高清节目源并不多,这就需要有设备将通常的标清电视节目转换成高清电视节目。数字视频是一种高速率的数字信号,要对其进行实时处理,硬件系统必须具有较高的数据传输带宽和快速计算能力。为了对数字视频进行实时处理,本文通过研究数字电视的原理,弄清了数字电视的标准,在此基础上设计实现了一套以多个并行DSP为计算单元,FPGA为数据接口的视频图像处理系统。该系统的核心是如何将标清电视节目转换成高清电视节目,这是一个彩色图像放大的过程。为了尽量减少由于放大而出现的图像模糊和色彩失真,本文首先设计出一种适合放大彩色图像的算法,并确定以高速DSP和高性能的FPGA为基本处理单元进行系统设计。接下来介绍了硬件系统的设计方案,详细讨论了各个计算模块和接口模块的设计特点和实现方法,保证硬件系统有足够的能力传输高速视频信号和实时计算大量数据。该方案的优点在于外部接口灵活,以高性能的FPGA为基础,能够处理包括有线数字电视在内的多种视频信号。另外,专门针对彩色图像放大而设计的算法能够有效地保证处理结果的品质。

关键词：多DSP 时序高速接口彩色空间图像插值

FPGA与PC间基于PCIe和千兆以太网的通信设计

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FPGA与PC间基于PCIe和千兆以太网的通信设计

作者：温春江西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着系统性能、功能和带宽的提高,高速数据采集与记录以及其他数据处理的数据吞吐量都日益增长。因此通过研究发展新的高速接口技术来解决带宽限制和高速传输这些关键问题是一种必然趋势和迫切的需求。FPGA已发展成为实现数字系统的主... 详细信息

随着系统性能、功能和带宽的提高,高速数据采集与记录以及其他数据处理的数据吞吐量都日益增长。因此通过研究发展新的高速接口技术来解决带宽限制和高速传输这些关键问题是一种必然趋势和迫切的需求。FPGA已发展成为实现数字系统的主流平台之一,广泛应用于信号处理及通信等各个领域。FPGA在信号处理时可并行运行,处理速度快,但不适合实现高精度复杂的运算处理。而PC计算机具备相当强大的计算和数据处理能力,所以通常情况下会将需要进行高精度复杂的计算交由计算机负责处理。这就涉及到FPGA与PC间进行大量数据的传输问题,因此构建PC机与FPGA的高速数据传输系统成为当前的研究趋势。本文根据当前研究趋势和实际科研项目要求,对PCIe和千兆以太网进行了深入研究,并设计了PCIe DMA数据传输系统和千兆以太网数据传输系统来实现FPGA与PC机之间的数据通信。本文的具体工作如下:1.深入研究PCIe和千兆以太网,了解PCIe和千兆以太网的技术优势,具体分析PCIe和千兆以太网的传输协议,详细说明PCIe TLP数据包格式和以太网标准数据帧格式。2.完成PCIe DMA数据传输系统设计。设计方案主要包括两大部分,分别是FPGA端Verilog逻辑模块开发以及PC端的驱动和C应用程序开发。FPGA端基于PCIe IP Core完成了发送接收引擎模块、寄存器读写控制模块和FIFO读写控制模块的设计。定义了相应模块的接口,并分析了数据传输的时序。PC端采用WinDriver进行PCIe的驱动开发,并根据WinDriver提供的驱动API函数完成C应用程序的设计。3.完成千兆以太网数据传输系统设计。设计方案也主要包括两大部分,分别是FPGA端Verilog逻辑模块开发以及PC端Winpcap应用程序开发。FPGA端基于嵌入式三态以太网MAC IP Core,设计了发送接收引擎模块、FIFO读写控制模块和物理接口模块。定义了相应模块的接口,并分析了数据传输经过LocalLink接口和Client用户接口上的传输时序。PC端采用Winpcap提供的网络编程完成了C应用程序的设计,实现了捕获FPGA端发送的数据包以及发送原始数据包至FPGA端的功能。*** DMA数据传输系统和千兆以太网数据传输系统在Xilinx ML507开发板上进行了性能测试。记录FPGA与PC间进行读写测试的结果,验证这两个系统的可用性和稳定性,最后分析了影响系统传输速率的原因以及系统目前仍存在的不足。本文设计的PCIe DMA数据传输系统和千兆以太网数据传输系统基本实现了FPGA与PC间大量数据的快速传输,对后续科研做出了一定的贡献。

关键词：高速接口 PCIe WinDriver 千兆以太网口 Winpcap

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超大容量视听媒体综合处理设备中的关键技术

电视技术 2014年第20期38卷 51-54,90页

作者：袁金保杜亚军杨雪松惠州市伟乐科技股份有限公司广东惠州516003

广播电视、视频网络运营和监控行业当前面临的挑战之一:输入端视频源和格式多样化、视听数据海量化;输出端则需要支持输出格式的多样化和应对传输媒介兼容化。因此,应对这个挑战的超大容量高密度媒体设备开发通常涉及多种关键处理技术... 详细信息

广播电视、视频网络运营和监控行业当前面临的挑战之一:输入端视频源和格式多样化、视听数据海量化;输出端则需要支持输出格式的多样化和应对传输媒介兼容化。因此,应对这个挑战的超大容量高密度媒体设备开发通常涉及多种关键处理技术。介绍几种已应用在我司此类设备中的包括模块化设计技术、高速接口技术、软硬件协同技术和并行PCR校正技术。

关键词：高密度视听媒体处理高速接口传输流复用并行PCR校正