扫描相机数据总线的研制

    红外长线列探测器输出的中波或短波图像信号,经过模拟通道采样后,进行暗背景抑制,拓展模拟信号的动态范围后,再经主放大器放大,滤波后送AD采样阵列,由锁存器阵列实现并行数据合并,进行图像的非均匀性校正,背景抑制等信号预处理,处理后的数据通过数据接口传送到检测设备进行图像的采集,显示和存储。本文研究的总线主要应用于扫描相机的原始图像A/D转化后的图像数据传输。

    1 系统数据量分析

    扫描相机数据总线分为图像数据传输总线和测控部分总线,如表1,表2其中测控总线:由于速率要求不高,主要根据总线性能选择有军事标准的153B总线。图像传输总线:由于数据量很大,从速度来看, CAN总线、1553B总线和1773A总线都无法满足系统最大传输速度的要求。所以,将从LVDS和光纤总线中进行选择。

    2 方案设计

    2. 1 数据传输接口方案

    除了图像信号,还需要同时提供给计算机图像的时钟信号,采集使能信号等必需信号。根据传输速率,传递方式等参数要求,数据传输可用的备选方案有:

    方案1:通过并行LVDS数据总线进行数据信号,时钟信号,和使能信号的传输。其主要优点是提高信号频率、降低信号间的串扰,而且可以降低功耗,可以承受至少?1V的板间电压变化,比TTL电平更适合传输高速变化信号,更加适合传输高速时钟信号等;主要难度:两个通道间跨时钟域的数据同步。

    方案2:通过光纤总线传输,其主要优点是可以延长传输距离,而且还具有隔离保护、数据保密性好、工作稳定、易于维护等诸多优点,但最主要的是彻底解决了强电磁感应、高电压引起的干扰、以及相连设备间的地电位不一致。主要难度:图像数据时钟,采集使能信号从数据中的恢复,串并转换,以及由串并转换带来的数据同步问题。

    本文主要选择光纤总线来实现数据的传输。

    2. 2 光纤传输工作流程

    2. 2. 1 扫描相机数据总线光纤传输流程图

    2. 2. 2 光纤传输芯片的性能参数

    为了避免数据采集与记录系统内部的高频数字信号耦合入敏感的探测器电路,提高系统的信噪比,传输电路采用光纤作为传输介质。

    传输电路由光纤发送模块CY7B923和HF-BR)1119T组成。其中HFBR)1119T为光纤发送接口器件,将电信号转化为光信号输出。最高传输速率可达266M波特率。CY7B923是Cypress公司专为点到点高速串行通信而设计的数据发送芯片,与接收芯片CY7B933配套使用。其性能特点如下:

    1)兼容光纤、IBM ESCON、DVD-ASI及ATM等多种传输协议。