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《基于RocketIO的高速光纤红外图像串行传输的实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第8卷第12期2008年6月科学技术与工程Vol.8No.12June2008167121819(2008)1223305204ScienceTechnologyandEngineeringZ2008Sci.Tech.Engng.通信技术基于RocketIO的高速光纤红外图像串行传输的实现孙明琪李范鸣(中国科学院上海技术物理所,上海200083)摘要利用RocketIO高速串行传输模块将数字图像和控制指令串行化,实现对高帧频、多通道数字图像的高速远程传输和反馈控制。利用Virtex2IIPro系列FPGA设计的光纤数字图像传输模块,可将多路长波图像信号转换为高速串行的
2、光脉冲信号,通过光纤连接器传送到DSP板,实现稳定、低误码率的数据传输。关键词RocketIO光纤数字图像高速串行传输中图法分类号TN216;文献标志码A随着光电成像技术的不断进步,所涉及的光电相机头部采集的红外信号经A/D采样电路采样后,探测器向着高帧频、高分辨率、多通道的方向发展,转换为多路并行的LVDS信号送入FPGA中,通过信号处理器件的处理速度越来越快。在军事电子FPGA的端口RocketIO从高速接口输出。信息领域,要求处理的频带要尽可能的宽、动态范围要尽可能的大,以便获取更多的信息量。传输多路长波图像信号使得信号处理系统处理器之间或者系统之间的数据流很高
3、,对图像的远程传输及控制要求更高的性能。传统的单端互连方式在传输速率上已无法满足要求,而采用光纤的串行差分可实现大容量数据信息的传输。Xilinx的VirtexII2Pro系列提供了内嵌RocketIO高速串行收发器模块,所提供的全双工高速通道最高支持31125Gb/s,并通过采用CDR、8B/10B编码、预加重等可在线配置技术,减少了信号衰弱和图1内部结构与原理框图线路噪声的影响。整个编码过程在FPGA中完成,多路探测器在FPGA发出的外同步信号控制下进行信号积分采集1高速光纤传输系统设计与原理和数据读出,并各自分配一组FPGA的片内BlockRAM对读出的数据作乒
4、乓缓冲;另一方面,光纤发高速数据光纤传输系统原理框图如图1所示,送模块在每一个帧同步开始之后,依次从各路输入信号的缓冲区中高速读出上一列的数据,顺序发2008年3月3日收到送;在一个帧周期的最后,输入和输出都已经完成第一作者简介:孙明琪(1981—),女,中国科学院上海技术物理的时刻,将一组乒乓缓冲翻转,准备下一行的输入研究所硕士,研究方向:红外信号与信息处理。E2mail:maybe2fool@163.com。和输出。解码端则遵循相反的过程,收到帧同步信6033科学技术与工程8卷号后先接收位置信息,然后把顺序输入的数据分配送FIFO、8B/10B编码器、8B/10B
5、解码器、CRC生成到各组乒乓缓冲,同时输出模块发送乒乓缓冲另外与校验、通路绑定与时钟修正的ElasticBuffer等;物一半中存储的上一列数据。最终在光纤中传输的理媒质适配层提供与外部媒体的模拟接口,其中包串行数据数列为当前的方位俯仰信息和当前的一括:20倍时钟倍频器、发送端时钟生成器、发送缓冲列图像数据信息。器、串化器、接收端的时钟恢复电路、接收缓冲器、解串器、可变速率的全双工收发器、可编程的五级差分2RocketIO简介及工作原理与设计输出幅度控制和可编程的四级输出预加重模块。基于上述特点,RocketIO收发器可以理想地适2.1RocketIO简介用于需要很高
6、串行速度的芯片与芯片之间的信号Virtex2IIPro采用具有时钟数据恢复功能的全传输,高速背板或者光纤收发器的接口。双工Gb/s串行I/O收发器,可高效率地实施每通道2.2工作原理带宽达到3.125Gb/s的不同协议设计,并可利用通图2所示为典型的RocketIO收发器内部功能道捆绑功能来满足各种应用不断增长的对数据速结构框图。率的要求。在发送端CRC校验码被插入到欲发送的并行Virtex2IIPro的收发模块由物理编码子层数据,数据经过8B/10B编码,被写入发送端FIFO,(PCS)和物理媒质适配层(PMA)构成,其中物理编转换成串行差分数据发送出去。码子层提供
7、与FPGA逻辑的数字接口,主要包括发图2RocketIO收发器接收端接收到的串行差分信号被写入接收端的直流(DC)平衡性。其编码过程是将8个比特分缓冲,经过串行数据到并行数据转换成并行数据,成5B/6B与3B/4B两部分分别编码。然后经过8B/10B解码,被写入弹性缓冲,做CRC8B/10B编码模式具有更好的直流(DC)平衡校验后并行输出。性,若直流(DC)平衡性差,发送‘1’的个数可能比RocketIO收发器主要包括以下几个重要组成发送‘0’的个数多,潜在使激光器件过热,从而导致部分:更好的误码率。(1)8B/10B编码RocketIO收发器采用标
