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基于FPGA的图像传感器驱动控制与协议解析

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电视技术 2024年第4期48卷 7-13,36页

作者：林立芃福州大学物理与信息工程学院福建福州350108

在当前图像采集领域高分辨率、高帧率的要求下,移动产业处理器接口(Mobile Industry Processor Interface,MIPI)协议成为主流的高速图像数据传输协议。基于MIPI协议,采用IMX214图像传感器,通过自主设计图像数据采集板,满足4通道高速差... 详细信息

在当前图像采集领域高分辨率、高帧率的要求下,移动产业处理器接口(Mobile Industry Processor Interface,MIPI)协议成为主流的高速图像数据传输协议。基于MIPI协议,采用IMX214图像传感器,通过自主设计图像数据采集板,满足4通道高速差分信号传输,提出一种高速图像传感器数据采集电路的设计方案。使用现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)对图像传感器进行驱动控制与协议解析。测试结果表明,所设计的Verilog代码能够正确配置图像传感器的寄存器,并完成工作模式切换、字节串并转换、包头解析与格式转换等步骤,最终获得原始图像数据。

关键词：图像采集移动产业处理器接口(MIPI) 高速差分信号现场可编程逻辑门阵列(FPGA)

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一种基于互补谐振结构的宽带共模噪声滤波器

微波学报 2020年第2期36卷 18-22页

作者：刘杰王健朱浩然夏银水宁波大学信息科学与工程学院宁波315211 安徽大学电子信息工程学院合肥230039

提出了一种用于高速差分信号传输的宽带共模噪声滤波器,采用在差分线正下方参考地平面上刻蚀内外互补的共面波导1/4波长谐振器和Z字形短路枝节线来实现。滤波器采用内外互补耦合λ/4开路枝节线谐振器结构,有效减小了横向尺寸,利用Z字形... 详细信息

提出了一种用于高速差分信号传输的宽带共模噪声滤波器,采用在差分线正下方参考地平面上刻蚀内外互补的共面波导1/4波长谐振器和Z字形短路枝节线来实现。滤波器采用内外互补耦合λ/4开路枝节线谐振器结构,有效减小了横向尺寸,利用Z字形枝节线增大互感以改善滤波器的带内增益平坦度,最后用级联实现了共模噪声抑制阻带的展宽。仿真和测试结果表明,该滤波器在4.1~12.5 GHz频率范围内实现了20 dB的共模噪声抑制,共模阻带相对带宽(FBW)为101%,尺寸仅为0.78λ_g×0.18λ_g(15.8 mm×3.6 mm),其中λ_g为阻带中心频率处对应的波长。且该结构在实现共模噪声宽带抑制的同时,还可有效保证差分信号传输特性良好。

关键词：共模噪声抑制共面波导互补结构高速差分信号

基于J750的DisplayPort接收芯片的测试系统设计及实现

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基于J750的DisplayPort接收芯片的测试系统设计及实现

作者：齐麟中国科学院大学(工程管理与信息技术学院)

学位级别：硕士

DisplayPort是一种高速差分数据信号传输标准,主要用于高清视频信号的传输,由视频电子标准协会制订于2006年5月。在短短几年的时间里,DisplayPort发展非常迅速,赢得了众多业界巨头的支持,尤其是DisplayPort接收芯片的出货量与日剧增,其... 详细信息

DisplayPort是一种高速差分数据信号传输标准,主要用于高清视频信号的传输,由视频电子标准协会制订于2006年5月。在短短几年的时间里,DisplayPort发展非常迅速,赢得了众多业界巨头的支持,尤其是DisplayPort接收芯片的出货量与日剧增,其量产测试方案也逐渐成为一个主要的研究课题。本文正是针对这一课题,提出一种将板级系统跟测试机相结合的思想,选用量产测试中通用的低成本J750测试机台,通过对其承载板的重新设计,使之成为一种特殊的板级功能测试系统,从而既能满足高覆盖率的要求,又能符合低成本的考量。本论文完成的主要工作包括以下几个方面：(1)充分考虑了量产测试的一般要求跟DisplayPort接收信号测试的特殊需求,并从经济角度出发提出一种将SLT跟ATE测试结合在一起的测试方法,规划出了基于J750测试机的测试系统整体设计思路。(2)设计并实现了搭载SLT测试系统的承载板,既符合J750测试机的尺寸要求,也满足DisplayPort信号的布局布线要求,并搭配了合适的元器件从而可以很好的兼容SLT跟ATE两种测试方式。(3)基于IG-XL软件开发出了本系统适用的测试向量跟测试程序,可以控制ATE实现兼容SLT的测试方法。(4)设计并实施了针对本系统的验证试验,试验结果显示测试数据跟测试时间都满足预期的要求,证明本系统可以充分实现量产测试中高覆盖率跟低成本的要求。本系统是业界第一次将DisplayPort接收功能的测试应用在低成本的J750测试机台上,并可以在量产测试行业中推广。对于各种具有DisplayPort接收功能芯片,本系统都可以为其提供一种更可靠、更有效、更经济的测试解决方案,具有更高的生产价值跟实用性。

关键词：集成电路芯片测试 DisplayPort 高速差分信号成本

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四同轴连接器特性阻抗的计算与仿真建模

四同轴连接器特性阻抗的计算与仿真建模

作者：姚明电子科技大学

学位级别：硕士

随着当今电子技术的飞速发展,在民用和军事领域都不可避免地面临高速数据的采集和传输问题。正是在这种需求背景下,一种专用于高速差分网线并能与差分信号传输匹配的新型四同轴连接器应运而生。这种连接器具有很高的串音抑制和抗干扰能... 详细信息

随着当今电子技术的飞速发展,在民用和军事领域都不可避免地面临高速数据的采集和传输问题。正是在这种需求背景下,一种专用于高速差分网线并能与差分信号传输匹配的新型四同轴连接器应运而生。这种连接器具有很高的串音抑制和抗干扰能力,能节省体积,并能适应恶劣的环境,应用前景十分广阔。由于目前世界上只有少数公司生产这种连接器,而我国国内尚无独立研发生产的企业,对四同轴连接器进行研究和开发,对于我国军事和机载项目赶超世界先进水平有很大的重要性和迫切性。四同轴连接器的设计应做到使其特性阻抗与传输线匹配,做到信号衰减小,串音抑制度高,这就需要首先研究其特性阻抗的计算方法,使生产者能够在人为控制其特性阻抗在较精确范围内的情况下,做到与不同的传输线在尺寸型号上的匹配。其次就是要建立起四同轴连接器的仿真模型和仿真系统,使设计者能够对其复杂的实际结构进行调节,以达到设计要求。本课题为赛因公司和某厂的合作项目,结合了工程需要,首先提出了一种四同轴连接器在理想情况下的简化模型,并论证了其可行性;然后分别从电磁场和数值计算两方面研究了四同轴连接器特性阻抗的计算方法,接着用这两种方法计算了不同参数条件下四同轴简化模型的特性阻抗,并与HFSS仿真结果进行了比较,可以看出三者数据十分接近,从而论证了两种计算方法的正确性;最后依据国外一款该类产品的各项参数建立了四同轴连接器的HFSS仿真模型,并进行了仿真,然后将仿真结果与实际产品技术指标进行了比较,论证了仿真模型的可行性。

关键词：高速差分信号四同轴连接器特性阻抗 HFSS仿真

四同轴连接器高速传输参数测试方法的研究与实现

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四同轴连接器高速传输参数测试方法的研究与实现

作者：汤唯电子科技大学

学位级别：硕士

四同轴连接器作为专用于高速差分网络并且能够与差分信号传输匹配的新型接触件得到了广泛的应用,其传输速率最高可以达到1Gbit/sec,一般用于100M以太网中,因此在国外也叫Ethernet Quadrax Contacts（以太网四同轴接触件）。近年来,四同... 详细信息

四同轴连接器作为专用于高速差分网络并且能够与差分信号传输匹配的新型接触件得到了广泛的应用,其传输速率最高可以达到1Gbit/sec,一般用于100M以太网中,因此在国外也叫Ethernet Quadrax Contacts（以太网四同轴接触件）。近年来,四同轴连接器已经逐渐发展成为铜介质下网络高速传输互连系统的一种重要解决方案,并应用在了航天、雷达、敌我识别、电子对抗、导弹、卫星等多个领域中。自主研发生产的四同轴连接器,需要通过对其关键传输参数进行测试,来决定是否满足指标和能否投入使用。而多端口差分器件由于结构、物理连接、端口匹配上的问题而使得测试平台不易实现,测试过程繁杂,测试系统难以建立。本课题就是基于这些因素研究与实现了四同轴连接器传输参数的测试方法。此项研究主要分以下几个方面:（1）通过与其他接触件的比较体现了四同轴连接器的优越性,并且通过对四同轴连接器差分信号传输原理的研究,得到了基本的测试思路;（2）通过对一般传输线变压器的工作原理进行分析,得到了任意阻抗变比的传输线变压器的制作方法,经过多次调试成功制作了1:2传输线巴伦,实现了50Ω00Ω的不平衡-平衡变换,解决了物理连接的问题;（3）以双绞线的测试原理为基准,得到了四同轴连接器的单端口驻波、特性阻抗、衰减、串扰的测试方法,给出了测试结果并分析了误差产生的原因以及优化方法。实测表明,在100MHz处,四同轴连接器的单端口驻波比1.21;双端口驻波比为1.1;特性阻抗为100±20Ω;衰减为0.5dB;串扰为60.4dB,满足指标要求。因此可以得到结论:该课题设计的测试方法能够比较准确的对四同轴连接器的高速传输参数进行测量。

关键词：四同轴连接器高速差分信号测试方法巴伦

高速差分链路的skew建模仿真工具的设计与实现

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高速差分链路的skew建模仿真工具的设计与实现

作者：范傲菲西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着数据速率向数十甚至上百吉赫兹推进,越来越多的高速接口采用差分信令来满足信号完整性的要求,但差分线对内错位(skew)会对差分信号质量产生严重影响,电路板材的玻纤效应可引起显著的差分线对内错位现象。为了准确分析不同型号的玻... 详细信息

随着数据速率向数十甚至上百吉赫兹推进,越来越多的高速接口采用差分信令来满足信号完整性的要求,但差分线对内错位(skew)会对差分信号质量产生严重影响,电路板材的玻纤效应可引起显著的差分线对内错位现象。为了准确分析不同型号的玻布结构和不同的相对走线位置关系对差分线对内错位的影响,需要对玻布结构和电路板走线进行准确的三维建模和参数提取。在现有的商业工具中,由于玻璃纤维布编织结构复杂,导致对玻布进行三维建模操作复杂,仿真时间成本高,无法满足实际工程设计的需求。针对上述问题,本文开发了一款高速差分链路skew自动化三维建模仿真工具,可方便地实现不同型号玻布的自动化三维建模、仿真、skew计算和结果统计分析。针对玻璃纤维布的自动化建模及仿真,本文首先制作了大量实际PCB板材的切片,抛光后由高倍电子显微镜获取不同型号玻璃纤维布的结构参数、差分带状线参数和层叠结构的物理尺寸。在此基础上创新性地提出一种不同规格的玻璃纤维布与树脂浸润后的等效介电常数计算算法。然后,设计了玻璃纤维布的自动化建模算法,通过Python语言实现了用于HFSS仿真的三维模型自动化建模,并开发了用户界面,自动调用HFSS实现三维玻布模型的S参数仿真。最后,根据仿真得到的S参数计算skew值,并与PCB板的实测skew值进行了对比分析,6组仿测验证误差均小于10%。此外,本文基于变分法提出了差分带状线skew的快速计算方法,用于统计分析多层玻璃纤维布相对位置变化对skew的影响。首先,根据玻璃纤维布的层数及分布位置推导出等效介电常数的变分法计算公式。其次,根据计算的等效介电常数和差分线参数分别提出了无旋转差分线和旋转差分线传输时延的计算算法,进而得到差分线间的skew值。最后,本文提出的快速计算方法的计算结果与HFSS三维仿真结果进行对比,验证了该方法的准确性。本工具能极大地简化工程师的建模操作流程,提高分析和设计效率,验证结果表明本工具的建模仿真精度均已满足设计需求,在实际工程中具有重要意义。

关键词：高速差分信号玻纤效应变分法信号完整性仿真 EDA工具

基于耦合缺陷地结构的一种新型GHz共模噪声抑制滤波器

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基于耦合缺陷地结构的一种新型GHz共模噪声抑制滤波器