近年來(lái)，隨著(zhù)CMOS成像傳感器和Flash存儲器等產(chǎn)品價(jià)格的日益下降，對于成像和視頻技術(shù)感興趣的消費者數量在不斷增加。在不久的將來(lái)，視頻將在汽車(chē)環(huán)境中的安全性應用方面創(chuàng )造價(jià)值，目的在于使我們行駛的路面和駕駛的汽車(chē)都更加安全。

 

豪華汽車(chē)中已經(jīng)出現防撞系統，可以借助環(huán)繞在汽車(chē)周?chē)亩嘟菙z像機，監視預定范圍內各種物體對車(chē)體的靠近情況。在惡劣的環(huán)境中，將這些遠程攝像機與用于實(shí)時(shí)分析每個(gè)圖片的集中視頻處理器相連接，會(huì )產(chǎn)生非常實(shí)際的問(wèn)題，尤其是在各個(gè)攝像機可能生成16位或更高的視頻信息以及多個(gè)控制信號的情況下。很顯然，多重平行總線(xiàn)占據了相當大的空間并產(chǎn)生了多余的重量負擔；再?lài)乐匾恍?，這大量的電線(xiàn)就會(huì )成為一個(gè)非常“有效”的天線(xiàn)，會(huì )將本地產(chǎn)生的高脈沖干擾引入系統的電子設備中。

 

汽車(chē)視頻應用所要求的技術(shù)，突出了許多系統的設計者要面臨的挑戰，這些系統將帶有中央顯示器/控制系統的多重資源結合在一起。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)具有代表性的車(chē)內系統結構，它包含導航幫助和娛樂(lè )子系統、攝像機等功能，可以?huà)呙璧缆纷兓?，監視靠近汽車(chē)的物體，同時(shí)還具有增強的夜視功能。

 

由于在工業(yè)應用中，比如CAN（控制器局域網(wǎng)），可能會(huì )傳輸監控信息，而子網(wǎng)絡(luò )會(huì )轉移視頻信息。特別是在歐洲的客車(chē)上，這種子網(wǎng)絡(luò )可能是基于MOST（面向媒體的系統傳輸）網(wǎng)絡(luò )的光纖，它們中的一些任務(wù)可以獲得有限的接受，如從遠程DVD播放器到椅背屏幕的視頻流。

LVDS支持

上面的任何一種方法都不適于將視頻數據直接從其來(lái)源轉移到目的地。消除寬數據總線(xiàn)的一種解決方案是借助LVDS（低壓差分信號）這種高速物理層接口。這項電流環(huán)技術(shù)在發(fā)射器上采用一個(gè)H橋輸出級，將大約3.5mA的電流驅入兩條導線(xiàn)中的一條，將信號載到接收器，電流的相對方向決定信號的極性。

 

接收器上一個(gè)額定電阻值為100ohm的電阻器端接在總線(xiàn)，并將約350mV的差分電壓加到一個(gè)獨立于系統電源電壓的1.25V的共模電壓上。操作級特別適用于3.3V邏輯電源，但是由于接收器具有50mV？2.35V的共模電壓范圍，一個(gè)LVDS鏈接可以允許在3V及以下的電源上，在發(fā)射器與接收器間高達 1V的對地電壓偏移。這將有助于在分布式系統中的通信，因為在這些系統中汽車(chē)的線(xiàn)束長(cháng)度上將會(huì )產(chǎn)生相當大的直流偏移。最大短路電流為24mA。電阻值的范圍可以定義在90？132Ω之間以適用于電纜的特征阻抗，而小電壓擺動(dòng)和電流環(huán)的平衡特性抑制了EMI的產(chǎn)生并減少共模電壓噪聲。其故障保護性確保接收器在故障狀態(tài)下輸出設定至邏輯1，其中包括傳輸信號丟損或接收器輸入短路等狀態(tài)。此特性使得系統設計者可以很容易地檢測到硬件的連接錯誤。

 

至關(guān)重要的一點(diǎn)是，電流模式邏輯和小信號擺動(dòng)允許極高速的運行，假設采用一個(gè)無(wú)損耗的傳輸媒體，理論上的最大運行值可接近2GHz。在實(shí)踐中，有賴(lài)于互聯(lián)系統，最大的傳輸距離大約為10m。這個(gè)標準使用戶(hù)可以自由地選擇互聯(lián)方式，如PCB走線(xiàn)、靈活的PCS、帶狀電纜、雙絞線(xiàn)纜和連接器，以適用于點(diǎn)到點(diǎn)鏈接或多支路拓撲。因此， LVDS 的應用范圍包括：從電信支架背板到磁盤(pán)驅動(dòng)接口，從互聯(lián)圖像處理器到筆記本電腦LCD屏幕。

 

 

 

SerDes 的簡(jiǎn)化

經(jīng)過(guò)很小的修改，LVDS技術(shù)還可以完全適用于在短距離串行連接中進(jìn)行音頻數據傳送，如在汽車(chē)內的應用。這種方案中的關(guān)鍵因素在于發(fā)送器和接收器，它們通過(guò)對視頻信息進(jìn)行串行或解串處理形成一種適用于串行連接的格式。Intersil公司基于其在專(zhuān)用串行器/解串器（SerDes）產(chǎn)品方面的豐富經(jīng)驗，現已開(kāi)發(fā)出SerDes器件的首個(gè)樣品，以簡(jiǎn)化在汽車(chē)、消費類(lèi)和工業(yè)應用研究中的音頻連接。器件ISL34340用一種類(lèi)似于LVDS的格式傳輸數據，并整合了串行器/解串器的功能，從而允許在一個(gè)單獨的低成本差分對上進(jìn)行雙向操作，如 Twinax 電纜或Cat5以太網(wǎng)雙絞線(xiàn)。

 

 

 

Intersil 的ISL34320/340器件的一個(gè)獨特方面在于執行了側通道的特性。除了視頻率正向通道，側通道配置了額外的邏輯，允許控制信號與遠程電纜端進(jìn)行雙向傳輸。在典型操作中，系統處理器通過(guò)處于從模式的一個(gè)標準的I 2 C接口與ISL34320/340進(jìn)行通信，并可以重新獲得例如電纜斷開(kāi)這樣的故障信息。TDB（時(shí)分復用）電路可以允許I 2 C端口間高速的傳輸數據，否則I 2 C端口將會(huì )需要單獨的傳輸介質(zhì)。

 

視頻數據傳輸模塊將成像數據封裝進(jìn)入主要數據流，而單獨的側通道接收從I2C端口發(fā)出的數據。這個(gè)輔助通道可以通過(guò)在視頻垂直回掃期間，進(jìn)行傳輸設置和控制。通過(guò)插入足夠的換向周期來(lái)保證控制數據不會(huì )與數據流相沖突，在每個(gè)數據幀間隔的每個(gè)方向上，一對芯片可以轉換高達224字節的數據。這就相當于在 60Hz幀率下，107kbp的原始數據吞吐量。

 

使用輔助傳輸機制，其中包括設置一個(gè)遠程SerDes芯片的使用而無(wú)需單獨的長(cháng)距離I 2 C連接。在這種情況下，主處理器可以利用在本地（遠程）SerDes器件內RAM，在起動(dòng)一個(gè)向遠程芯片的傳輸前匯集可配置數據。也可以在SerDes對之間，執行寄存器至寄存器的傳輸，利用I 2 C EEPROM變更數據或與傳感器等I 2 C器件進(jìn)行通信。