某型飞机高清dvi视频采集传输技术分析

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1、某型飞机高清DVI视频采集传输技术分析　机载视频图像能够直观、准确的显示飞机内部各独立子系统的健康状态，为地面飞行指挥人员和试飞工程师提供及时丰富的信息。当前许多新型飞机中已经开始采用DVI格式的数字视频信号作为飞机显示画面的输出，并且输出的图像分辨率不断攀升，在本文所涉及的某新型飞机上，机载DVI多功能显示器分辨率已达到16001200，数据速率达到1.62Gbps。下表1是常见DVI分辨率与数据速率对照关系。这种高清DVI显示器的视觉效果是常规模拟PAL和VGA显示器所无法比拟的，但同时也对飞行试验视频采集技术提出了新的挑战。该型号飞机试飞任务需要对两路16001200分辨率DVI视频

2、和一路12801024分辨率DVI视频进行采集记录和遥测下传，该文将对任务完成过程中所克服的两个技术难点加以阐述。　　1DVI编码与图形歪斜矫正　　机上多功能显示器输出的视频信号为符合VESA1.0标准的1600120060Hz的DVI数字视频信号，它是基于TMDS(TransitionMinimizedDifferentialSignaling，转换最小差分信号)进行传输的，单链路TMDS共有4对差分信号，包含3对数据信号和1对时钟信号，最高带宽为165MHz。TMDS运用8位/10位编码算法，将8bit像素数据(R、G、B基色信号)加入控制信号及纠错等，编码为10bit数据，经过DC平

3、衡后，采用差分信号传输数据，该文中机上多功能显示器由RXC+与RXC-、RX0+与RX0-、RX1+与RX1-和RX2+与RX2-四对差分引脚输出。在使用机载MiniR700视频采集器对该DVI信号采集记录时，记录的图像呈现45度歪斜的现象，具体表现为第二行的第一个像素出现在了第一行最后，第三行前两个像素出现在第二行最后，第四行前三个像素出现在第三行最后，依此类推。然而将该DVI信号接入普通电脑显示器时，画面正常，没有出现歪斜。机载MiniR700视频采集器记录标准视频信号源输出的同格式DVI信号也是正常的。由此可见，机上多功能显示器与机载MiniR700视频采集器存在时序上的匹配问题。据

4、了解，机上多功能显示器由TFP410芯片负责TMDS信号的发送，TFP410是TI公司PanelBus平板显示产品系列中的一种TDMS信号发送器，它集成了高速数字接口,TMDS编码器和三个差分信号驱动器。完成了24位像素数据和一些控制信号接收,并通过编码算法把图像信号编码成低压差分数据流。　　图像45度歪斜问题的解决如下：首先对FPGA送入TFP410的数据和控制信号进行仿真，确保DE信号与有效像素数据在时序上是匹配的。然后确定在一个行扫描周期里，FPGA是否少发送了一个像素数据到TFP410，仿真结果显示发送了1600个像素数据，故问题也不在这里。在经过对TFP410数据手册的仔细研究后

5、，找到一个可能影响图像歪斜的因素，即数据de-ske，用此电缆在机上实验时机载MiniR700视频采集器记录的图像噪点多，扭曲严重，有时甚至采不到图像。根据以往的经验，对于102476860Hz的DVI视频信号经过相同长度的电缆传输后，使用机载MiniR700视频采集器记录的图像是没有问题的，而1600120060Hz的DVI视频信号数据速率是102476860Hz的两倍还要多，故推测图像质量差可能是高频信号经过长电缆传输后的损耗引起的。　　要补偿电缆的高频损耗，一种有效的方法是DVI均衡技术，DVI均衡是指对DVI传输通道的低通滤波特性进行频域补偿的处理过程，DVI信号的均衡处理一般分为

6、发送预加重和后接收均衡两种，采用发送预加重需要更改机上多功能显示器，并且补偿增益有限，故该文采用后均衡技术，在接收端MiniR700视频采集记录器前加入DVI均衡模块。　　该文采用TI公司的DS16EV5110A芯片对DVI信号进行均衡处理，DS16EV5110A针对DVI和HDMI接口设计，包含三个TMDS数据通道和一个时钟通道，三个TMDS通道可对电缆传输高频数字信号存在趋肤效应和介电损耗进行补偿;时钟通道通过限幅器对时钟信号进行矫正。该电路具有以下特点。　　通过拨码开关控制增益强度，实现8级增益补偿调节，可对不同电缆长度，进行相应补偿。在FEB引脚拉高时通过芯片的3个外部引脚BST_

7、0、BST_1和BST_2对增益进行控制。对于该文使用的7.4m的电缆长度，经过对8种增益强度的比对试验，得到最佳的增益配置为3(011)。具有时钟信号检测指示灯，当时钟信号电平超过预设的门限时，SD引脚输出高电平，点亮LED灯。在加入该DVI均衡模块后，使用7.4m长的电缆在机上实验时机载MiniR700视频采集器记录的图像清晰稳定，无明显噪点，证明本文设计的DVI均衡器可以解决高分辨率DVI视频长电缆传输后图像质量差