基于spi及rs422總線的長(zhǎng)距離圖像信號(hào)傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于SPI及RS422總線的長(zhǎng)距離圖像信號(hào)傳輸系統(tǒng),屬于視頻圖像傳輸領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]SPI (Serial Peripheral Interface-串行外設(shè)接口)總線機(jī)制電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單(信號(hào)線數(shù)量少)、使用方便,因此在數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域廣為應(yīng)用。在不少高級(jí)圖像處理集成芯片中也把SPI總線作為一種標(biāo)配。傳輸視頻圖像時(shí),SPI總線只需時(shí)鐘和信號(hào)兩根線即可,因此在短距離或電磁環(huán)境極好的系統(tǒng)中SPI也被用來(lái)傳輸圖像。SPI總線最大問(wèn)題在于其抗干擾能力差,有效傳輸距離要小于5米。在無(wú)人機(jī)光電轉(zhuǎn)臺(tái)等領(lǐng)域中圖像傳輸多采用Cameralink接口完成。Cameralink是一種標(biāo)準(zhǔn)接口模式,且為差分信號(hào)傳輸抗干擾能力強(qiáng)于SPI等串行傳輸模式。對(duì)無(wú)人機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)等帶有轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)備來(lái)說(shuō),視頻信號(hào)線一般都需要經(jīng)過(guò)導(dǎo)電環(huán)轉(zhuǎn)接,而且隨著技術(shù)不斷更新及應(yīng)用要求的不斷提高,往往單臺(tái)設(shè)備都會(huì)裝兩個(gè)甚至多個(gè)傳感器,因此要求各種信號(hào)都能使用盡量少的信號(hào)線,以減輕導(dǎo)電環(huán)的使用壓力。然而,標(biāo)準(zhǔn)Cameralink接口信號(hào)線數(shù)量較多(一般為五對(duì)雙絞線),且其最長(zhǎng)10米的傳輸距離,已經(jīng)難以完全滿足實(shí)際應(yīng)用需求。RS422作為一種穩(wěn)定性好、技術(shù)成熟的信號(hào)傳輸總線在串口通信等領(lǐng)域應(yīng)用特別廣,該總線也采用差分信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,有效傳輸距離可達(dá)1200米,將其與SPI總線相結(jié)合使得Cameralink總線的數(shù)據(jù)線數(shù)量較多和SPI總線抗干擾能力差問(wèn)題的解決成為可能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有無(wú)人機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)等設(shè)備中視頻圖像信號(hào)需經(jīng)過(guò)導(dǎo)電環(huán)轉(zhuǎn)接、傳輸距離要求較高時(shí)SPI總線傳輸圖像抗干擾能力差而Cameralink總線數(shù)據(jù)線過(guò)多的制約問(wèn)題,提出一種基于SPI及RS422總線的長(zhǎng)距離圖像信號(hào)傳輸系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明基于SPI及RS422總線的長(zhǎng)距離圖像信號(hào)傳輸系統(tǒng),其特征是,包括SPI輸入主機(jī)、兩個(gè)串并轉(zhuǎn)換模塊、兩個(gè)并串轉(zhuǎn)換模塊和SPI輸出從機(jī);視頻圖像傳輸時(shí),視頻圖像分時(shí)鐘信號(hào)和圖像數(shù)據(jù)信號(hào)兩路輸入SPI輸入主機(jī)中,兩個(gè)串并轉(zhuǎn)換模塊分別收到兩路數(shù)據(jù)后將兩種串行信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS422格式差分信號(hào)輸出,之后兩個(gè)并串轉(zhuǎn)換模塊將分別接收到的RS422差分信號(hào)轉(zhuǎn)回SPI串行數(shù)據(jù)格式,并送往SPI輸出從機(jī)完成圖像傳輸任務(wù)。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:同以往單一使用SPI總線或Cameralink接口進(jìn)行視頻圖像傳輸相比,本系統(tǒng)使用SPI和RS422總線相結(jié)合的方式,有效克服了 SPI總線抗干擾能力差而Cameralink接口數(shù)據(jù)線多的問(wèn)題,且與Cameralink接口最遠(yuǎn)10米傳輸距離相比本發(fā)明所使用的RS422總線具有更強(qiáng)的抗干擾能力。
[0006]本發(fā)明電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,電路模塊化使用,可集成到各種實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)板卡中,提高系統(tǒng)穩(wěn)定度,減少系統(tǒng)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明基于SPI及RS422總線的長(zhǎng)距離圖像信號(hào)傳輸系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖。
[0008]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的電路原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0010]如圖1所示,基于SPI及RS422總線的長(zhǎng)距離圖像信號(hào)傳輸系統(tǒng),其包括SPI輸入主機(jī)、兩個(gè)串并轉(zhuǎn)換模塊、兩個(gè)并串轉(zhuǎn)換模塊和SPI輸出從機(jī)。采用本系統(tǒng)進(jìn)行視頻圖像傳輸時(shí),視頻圖像經(jīng)過(guò)SPI輸入主機(jī)轉(zhuǎn)換為時(shí)鐘和數(shù)據(jù)兩路信號(hào)后以串行數(shù)據(jù)格式經(jīng)SPI輸入主機(jī)的輸出接口送往串并轉(zhuǎn)換模塊,串并轉(zhuǎn)換模塊分別收到兩路信號(hào)后將這兩種串行信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS422格式差分信號(hào)輸出。RS422格式差分信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)可用來(lái)進(jìn)行最長(zhǎng)1200米的長(zhǎng)距離傳輸也可經(jīng)導(dǎo)電環(huán)等轉(zhuǎn)接設(shè)備,完成傳輸任務(wù)后將兩路差分信號(hào)傳至并串轉(zhuǎn)換模塊,并串轉(zhuǎn)換模塊將RS422差分信號(hào)轉(zhuǎn)回SPI串行數(shù)據(jù)格式,并送往SPI輸出從機(jī)完成圖像傳輸任務(wù)。
[0011]如圖2所示,本發(fā)明的實(shí)施例是,整個(gè)視頻傳輸系統(tǒng)分四部分組成,其中SPI輸入主機(jī)和SPI輸出從機(jī)可以采用專用的視頻格式轉(zhuǎn)換芯片來(lái)實(shí)現(xiàn),例如TMS320DM368、TMS320DM8147等集成視頻信號(hào)處理器都自帶SPI格式圖像數(shù)據(jù)的收發(fā)模塊,并可進(jìn)行SP1、Cameralink, BT656等視頻數(shù)據(jù)格式間相互轉(zhuǎn)換,因此,本圖像傳輸系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中可根據(jù)實(shí)際情況充分利用集成視頻信號(hào)處理芯片的SPI收發(fā)模塊作為本視頻傳輸系統(tǒng)SPI輸入主機(jī)和SPI輸出從機(jī),完成視頻傳輸功能的同時(shí)進(jìn)一步減小系統(tǒng)復(fù)雜性。串并轉(zhuǎn)換模塊和并串轉(zhuǎn)換模塊分別由兩片工作穩(wěn)定、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的MAX3490芯片完成。
[0012]采用本系統(tǒng)進(jìn)行視頻圖像傳輸時(shí),視頻信號(hào)源經(jīng)SPI輸入主機(jī)處理后將視頻信號(hào)分為時(shí)鐘和數(shù)據(jù)兩路信號(hào),這兩路信號(hào)分別從SPI輸入主機(jī)的時(shí)鐘輸出接口 SCK_OUT和數(shù)據(jù)輸出接口 MOSI_OUT以串行數(shù)據(jù)格式輸出給串并轉(zhuǎn)換模塊的兩片MAX3490。時(shí)鐘和數(shù)據(jù)兩路串行數(shù)據(jù)分別經(jīng)串并轉(zhuǎn)換模塊兩片MAX3490的串行數(shù)據(jù)輸入口 SIN后,MAX3490會(huì)自動(dòng)將這兩種串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RS422格式的差分信號(hào)并經(jīng)過(guò)各自的差分輸出口 TX+和TX-輸出。轉(zhuǎn)換后的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)各由一對(duì)差分信號(hào)組成,這兩組差分信號(hào)就具有較強(qiáng)的抗干擾能力,可滿足長(zhǎng)距離視頻傳輸或?qū)щ姯h(huán)傳輸?shù)雀蓴_較強(qiáng)的視頻傳輸要求,在進(jìn)行長(zhǎng)距離視頻傳輸時(shí),兩組差分信號(hào)線需要分別進(jìn)行雙絞,如此可有效提高兩種信號(hào)的傳輸距離。完成這些功能后,時(shí)鐘和數(shù)據(jù)兩組差分信號(hào)分別接入并串轉(zhuǎn)換模塊兩片MAX3490的差分輸入接口 RX+和RX-,兩片MAX3490會(huì)自動(dòng)將兩組差分信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為SPI串行格式并經(jīng)由兩片MAX3490的串行數(shù)據(jù)輸出接口 SOUT輸出至SPI輸出從機(jī),SPI輸出從機(jī)的時(shí)鐘輸入管腳SCK_IN和數(shù)據(jù)輸入MOSI_IN管腳分別接受并串轉(zhuǎn)換傳來(lái)的時(shí)鐘串行信號(hào)和數(shù)據(jù)串行信號(hào),最終完成數(shù)據(jù)視頻圖像數(shù)據(jù)的傳輸任務(wù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于SPI及RS422總線的長(zhǎng)距離圖像信號(hào)傳輸系統(tǒng),其特征是,包括SPI輸入主機(jī)、兩個(gè)串并轉(zhuǎn)換模塊、兩個(gè)并串轉(zhuǎn)換模塊和SPI輸出從機(jī);視頻圖像傳輸時(shí),視頻圖像分時(shí)鐘信號(hào)和圖像數(shù)據(jù)信號(hào)兩路輸入SPI輸入主機(jī)中,兩個(gè)串并轉(zhuǎn)換模塊分別收到兩路數(shù)據(jù)后將兩種串行信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS422格式差分信號(hào)輸出,之后兩個(gè)并串轉(zhuǎn)換模塊將分別接收到的RS422差分信號(hào)轉(zhuǎn)回SPI串行數(shù)據(jù)格式,并送往SPI輸出從機(jī)完成圖像傳輸任務(wù)。
【專利摘要】基于SPI及RS422總線的長(zhǎng)距離圖像信號(hào)傳輸系統(tǒng),屬于視頻圖像傳輸領(lǐng)域,為了克服現(xiàn)有無(wú)人機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)等設(shè)備中視頻圖像信號(hào)需經(jīng)過(guò)導(dǎo)電環(huán)轉(zhuǎn)接、傳輸距離要求較高時(shí)SPI總線傳輸圖像抗干擾能力差而Cameralink總線數(shù)據(jù)線過(guò)多的制約問(wèn)題,該系統(tǒng)包括SPI輸入主機(jī)、兩個(gè)串并轉(zhuǎn)換模塊、兩個(gè)并串轉(zhuǎn)換模塊和SPI輸出從機(jī);視頻圖像傳輸時(shí),視頻圖像分時(shí)鐘信號(hào)和圖像數(shù)據(jù)信號(hào)兩路輸入SPI輸入主機(jī)中,兩個(gè)串并轉(zhuǎn)換模塊分別收到兩路數(shù)據(jù)后將兩種串行信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS422格式差分信號(hào)輸出,之后兩個(gè)并串轉(zhuǎn)換模塊將分別接收到RS422差分信號(hào)轉(zhuǎn)回SPI串行數(shù)據(jù)格式,并送往SPI輸出從機(jī)完成圖像傳輸任務(wù)。
【IPC分類】H04N7-10, H04N5-77
【公開(kāi)號(hào)】CN104539867
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410849098
【發(fā)明人】賀柏根, 魯劍鋒, 朱明
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月29日