GV7704的中文资料

主要特点
•四通道串行数字视频接收器，用于高清和3G视频监控以及HDcctv应用
•四速率操作：270Mb / s，540Mb / s，1.485Gb / s和2.97Gb / s
•支持HDcctv 1.0，HD-SDI（ST 292），3G-SDI（ST 424）和SD-SDI（ST 259）*

所谓SDI，英文名字为SerialDigitalInterface，它实际是一种接口类型，即数字串行接口。SDI接口大体可以分为SD-SDI(270Mbp，SMPTE259M),HD-SDI(1.485Gbps,SMPTE292M)，3G-SDI(2.97Gbps,SMPTE424M)三种，从这个划分标准可以看出，速率是一个重要的指标。

•四个独立接收器通道，具有高性能电缆均衡，支持50 /75Ω同轴和双绞线传输
•集成高清视觉无损编解码器（HD-VLC™），可延长电缆覆盖范围：
   ?高清超过550米的Belden 543945 CCTV同轴电缆，速度为270Mb / s
   ?全高清超过300米的Belden 543945 CCTV同轴电缆，速度为540Mb / s
   ?高清超过150米的Cat-5e / 6 UTP电缆，速度为270Mb / s
•每通道串行数字环路输出
•集成音频解嵌器，可在每个视频通道以32kHz，44.1kHz和48kHz采样率提取多达4个通道的I2S串行数字音频
•支持720p和1080p高清格式：
   ?全高清：1080p50 / 59.94 / 60fps
   ?HD：1080p25 / 29.97 / 30fps
   ?HD：720p25 / 29.97 / 30/50 / 59.94 / 60fps
•四个8/10位BT.1120兼容输出视频接口，带有嵌入式TRS和外部HVF定时输出
•每个通道自动独立检测HD-SDI和HD-VLC视频输入数据流
•下游辅助数据检测和提取
•自动HDcctv流ID检测
•4线Gennum串行外设接口（GSPI 2.0），用于外部主机命令和控制
•JTAG测试接口
•1.2V核心电压电源
•1.8V数字I / O电源
•占地面积小169-BGA（11mm x 11mm）

•低功率运行，通常为810mW
•宽工作温度范围：-20°C至+ 85°C
•无铅且符合RoHS标准

 

描述
GV7704是一款用于高清分量视频的四通道串行数字视频接收器。 凭借集成的高性能电缆均衡器技术，GV7704能够以270Mb / s或540Mb / s接收压缩视频，或者通过75Ω同轴电缆以1.485Gb / s或2.97Gb / s进行无压缩，或者通过100Ω双绞线进行差分接收 电缆。
GV7704集成了高清视觉无损编解码器（HD-VLC™）技术，该技术专门用于通过同轴和非屏蔽双绞线（UTP）电缆降低高清视频的传输数据速率。 这是通过将通常以1.485Gb / s的串行数据速率传输的HD视频编码为与标准清晰度（SD）视频相同的速率来实现的，速率为270Mb / s
在270Mb / s时，电缆损耗的影响大大降低，导致电缆传输更长。 对于75Ω同轴电缆，当以270Mb / s传输编码高清时，电缆范围可以扩展到正常范围的3倍。 在典型的同轴视频安装中，电缆距离可达550米。
类似地，使用HD-VLC可以以540Mb / s传输2.97Gb / s 3G信号。
当HD-VLC分别以270Mb / s和540Mb / s编码时，GV7704还可以配置为通过UTP电缆接收HD和3G视频，例如Cat-5e和Cat-6电缆。 该器件支持接收每像素8位和10位YCbCr 4：2：2 BT.1120分量数字视频。 每个通道提供一个10位宽的并行数字视频输出总线，以及相关的像素时钟和定时信号输出。 GV7704支持直接连接符合ITU-R BT.709和BT.1120-6的1125线格式的高清视频格式，以及适用于750线格式的SMPTE ST 296。

GV7704支持从输入视频数据流的水平消隐中提取辅助数据。 可以通过GSPI访问辅助数据包，允许从视频源到宿设备的下游通信。 GV7704可识别符合HDcctv 2.0格式的数据包
通信协议。 GV7704具有音频去嵌入内核，可从输入视频数据流的辅助数据空间中提取多达4个通道的I2S串行数字音频。 音频去嵌入内核支持32kHz，44.1kHz和48kHz采样率。 GV7704采用节省空间的169球11 x 11mm BGA封装，是高密度，多通道录像机架构的理想选择。 该设备通常仅需要810mW的功率，不需要任何特殊的散热或气流，从而降低了HD DVR设计的成本。
*仅具有编码HD的帧结构。 不支持SD / D1视频。

 

 

4.1功能概述
GV7704是一款低成本，四通道HD-VLC接收器，采用压缩或非压缩高清视频。凭借集成的电缆均衡器技术，GV7704能够以270Mb / s或540Mb / s接收压缩视频，或者通过75Ω同轴电缆接收1.485Gb / s或2.97Gb / s的无压缩视频。压缩信号也可以通过100Ω双绞线电缆进行差分接收。集成了高清视觉无损编解码器（HD-VLC™）技术，以通过同轴和非屏蔽双绞线（UTP）电缆降低高清视频的传输数据速率。这是通过将通常以1.485Gb / s的串行数据速率传输的HD-SDI视频编码为与标准清晰度（SD-SDI）视频相同的速率，以270Mb / s串行数据速率进行编码来实现的。通过Belden 543945 CCTV同轴电缆或通过Cat-5e / 6 UTP电缆150米，可为高达500米的高清视频提供更长的电缆覆盖范围。
类似地，通常以2.97Gb / s发送的3G-SDI可以编码为540Mb / s。
GV7704具有音频去嵌入内核，可从输入视频数据流的辅助数据空间中提取多达4个通道的I2S串行数字音频。音频去嵌入内核支持32kHz，44.1kHz和48kHz采样率。
该器件支持接收每像素8位和10位YCbCr 4：2：2 BT.1120分量数字视频。每个通道提供一个10位宽的并行数字视频输出总线，以及相关的像素时钟和H / V / F定时信号输入。
GV7704支持从输入视频数据流的水平消隐中提取辅助数据。可以通过GSPI访问辅助数据包，允许从视频源到宿设备的下游通信。 GV7704可识别符合HDcctv 2.0通信协议格式化的数据包。
该器件包括一个4线Gennum串行外设接口（GSPI 2.0），用于外部主机命令和控制。应用程序主机处理器启动并终止对GV7704的所有读或写访问。提供主机接口以允许可选配置GV7704的某些功能和操作模式。

4.2串行数字输入
GV7704最多可接受四个独立的串行数字输入信号通道，符合ITU-R BT.709和ITU-R BT.1120-6标准。 四个差分输入通道是CH0_SDI / CH0_SDI，CH1_SDI / CH1_SDI，CH2_SDI / CH2_SDI和CH3_SDI / CH3_SDI。
GV7704集成了自适应75Ω同轴电缆均衡器技术，对于HD-VLC编码输入信号能够> 50dB，对于HD无压缩信号能够> 35dB。

4.2.1输入端接选择
四个通道中的每一个都可以单独配置，以在50Ω或75Ω输入终端中工作。 有关详细信息，请参阅注册地图。
4.2.2自动信号速率检测
该设备能够自动检测输入视频信号的速率。 支持四种数据速率：
•HD-VLC编码270Mb / s（包括270x1.001Mb / s）
•HD-VLC编码540Mb / s（包括540x1.001Mb / s）
•HD-SDI 1.485Gb / s（包括1.485 / 1.001Gb / s）
•3G-SDI 2.97Gb / s（包括2.97 / 1.001Gb / s）
检测到的速率由寄存器GEN_VIDEO_CFG_0_REG中的位SD_HDB，THREEG_HDB和OUT_THREEG_HDB指示，指定输入信号是HD-VLC编码（270Mb / s），HD-VLC编码（540Mb / s），HD（1.485Gb / s） 或3G（2.97Gb / s）。 表4-2描述了这三个位如何组合使用以指示输入信号速率。

4.3串行数字输出
GV7704的串行数据输出引脚SDO和SDO提供互补输出，每个输出能够驱动至少800mV至75Ω单端负载。 当在Belden 543945电缆1m输出端的75Ω端接负载上测量时，包括BNC和同轴电缆连接的影响，除非另有说明，否则保证符合第4.3.1节至第4.3.2节中定义的所有要求。 图4-1说明了这一要求。

 

4.3.1输出信号接口电平
器件的串行数据输出信号（SDO和SDO引脚）满足ITU-R BT.656和BT.1120中针对不平衡发生器（单端）定义的幅度要求。
在电气特性中描述的所有环境温度和电源工作条件下满足这些要求。

4.3.2串行数据输出信号
该器件支持两种输出端接模式（75Ω和50Ω）。 用户可以基于每个通道对SDO_50_EN_REG进行编程以进行该选择。 有关详细信息，请参阅注册地图。

4.3.2.1串行数据输出信号程序
要启用串行数据输出，用户必须执行一系列GSPI写入事务。 订单非常重要，必须严格遵守。 顺序如下图所示：
1.将03写入POWER_UP_DRIVER_REG
2.将01写入P2S_CLK_EN_REG
3.将01写入TX_WORD_CLK_ENABLE_REG
4.将01写入CDR_TX_CLK_EN_REG
5.将01写入P2S_RSTB_REG
6.将09写入DATALANE_FIFO_CTRL_REG
7.将08写入DATALANE_FIFO_CTRL_REG
有关详细的寄存器信息，请参见第5章寄存器映射。
有关GSPI时序要求，请参见第4.10节。
注意：应禁用串行数据输出以实现最大SDI电缆覆盖范围。

 

4.4视频功能
4.4.1解扰和字对齐
GV7704根据ITU-R BT.1120执行NRZI到NRZ解码和数据解扰，并且字将数据与TRS同步字对齐。
GV7704执行解扰和字对齐，以便能够检测TRS同步字。当检测到具有相同位对齐的两个连续有效TRS字（SAV和EAV）时，设备字对齐数据到TRS ID字。
注意：设备会识别8位和10位TRS标头。

4.4.2 HD-VLC解码
GV7704集成了高清视觉无损编解码器（HD-VLC）解码器，可实现扩展视频接收。当与GV7700 HD-VLC发射器结合使用时，HD视频传输可以在现有的HD串行数字视频系统上得到显着扩展。 HD-VLC基于Dirac压缩工具套件（http://diracvideo.org/）的简单视觉无损实现。视觉无损解码器用于降低视频带宽，使用极低延迟模式，
传输速率为1.485Gb / s（HD-SDI）至270Mb / s（SD-SDI）。
在数据速率为270Mb / s时，串行数字编码的高清视频可以通过较长的同轴电缆传输。下面的表4-3显示了对于各种常见的同轴电缆类型，1.485Gb / s的HD视频传输和270Mb / s的HD-VLC之间的电缆距离比较。

 

270Mb / s数据流使用与标准清晰度SDI（SD-SDI）相同的时序和帧结构，并可使用标准SD-SDI测试设备进行监控，以检查信号完整性。 但是，SD-SDI流的活动图像区域中包含的数据仅包含编码的HD分组。 只有在HD-VLC解码过程之后才能观看高清视频内容。 当GV7704是HD-VLC编码的高清视频格式为“真正的”每秒30或60帧时，270Mb / s串行数据输入实际上将以270 x 1.001Mb / s的速率进入。 该倍增因子用于解释原始HD视频帧速率的分数增加。 对于所有其他HD帧速率，传入的串行数据将精确为270Mb / s。

4.4.3高清输出视频格式
ITU-R BT.1120描述了1080线隔行和逐行数字视频的串行和并行格式。 场/帧消隐时段（V），行消隐时段（H）和场标识（F）被嵌入视频内作为数字定时码（TRS）。 在反序列化之后，在10位并行数据接口上输出携带C'B，Y'，C'R，Y'等数据模式的单个10位总线，以148.5MHz的像素时钟速率工作或 148.5 / 1.001 MHz。
下图显示了1080线隔行扫描系统的水平和垂直时序。

 

 

4.4.3.1高清1080p输出格式
ITU-R BT.1120还包括具有1080有效线路的逐行扫描格式，Y'C'BC'R 4：2：2采样，像素速率为74.25MHz或74.25 / 1.001 MHz。 下图显示了1080行逐行扫描系统的水平和垂直时序。 GV7704提供10位多路复用输出接口，将像素时钟输出速率提高一倍，达到148.5MHz或148.5 / 1.001 MHz。

 

 

 

4.4.3.3 BT.656视频输出定时模式
默认情况下，10位并行视频输出将包含两个嵌入式TRS字，如ITU-R BT.1120中所定义。 一些商用CODEC设备无法检测HD视频流中是否存在双TRS，并且要求8/10比特HD视频仅包含一个TRS字，符合ITU-R BT.656标准清晰度格式。
当BT656_ENABLE位为高电平时，GV7704将重新格式化并行视频输出以符合BT.656嵌入式TRS。 设备将使用消隐值替换第二个TRS，行号和行CRC中的所有数据字，如图4-7所示。 请注意，当启用BT.656输出模式时，水平缠绕中的任何嵌入辅助数据将保持不变，并且不会与EAV连续。 如下图4-8所示。

 

 

4.4.3.4 3G-SDI 1080p输入格式
电影和电视工程师协会（SMPTE）在ST 425中定义了3G-SDI图像格式的标准.GV7700支持1080p50 / 60 Y'C'BC'R 4：2：2 8/10位。 对于3G格式，并行接口使用148.5MHz或148.5 / 1.001MHz的DDR像素时钟。

 

 

1920 x 1080 50 / 60Hz的20位映射结构逐行4：2：2（Y'C'BC'R）8/10位信号

4.5并行视频数据输出CHn_DOUT_ [9：0]
为每个接收的视频通道提供10位视频输出总线。 对于HD格式，并行数据输出与PCLK的上升沿对齐。 对于3G格式，并行数据输出与PCLK的上升沿和下降沿对齐。 每个输出提供一个10位多路复用的ITU-R BT.1120兼容视频总线，带有嵌入式TRS。 可以使用PARALLEL_VIDEO_OUT_DRV_STRENGTH_SEL位调节并行视频输出引脚（PCLK，HOUT，VOUT，FOUT，DOUT [9：0]）的驱动强度。 默认情况下，设备使用低驱动强度设置。 对于长度超过6英寸的PCB走线，应使用高驱动强度设置。

 

图4-10：SDR并行视频输出时序图 图4-11：DDR并行视频输出时序图

 

 

 4.6 PCLK控制
CLOCKS_CFG_CFG_1_REG寄存器可用于控制输出PCLK的相位。 PCLK_SELECT位根据表4-10移位时钟的相位。 可以使用PCLK_INVERT位反转时钟。

 

4.7流ID包提取
GV7704将自动检测并提取来自所有四个视频通道的HDcctv Stream ID数据包。 每个通道的6字节数据包可以通过分别位于寄存器EXTRACT_STREAM_ID_REG [1：6]中的EXTRACT_STREAM_ID_BYTE [1：6]位从主机接口读取。 四个通道中的每一个都有独立的寄存器。 当GV7704正在解码HD-VLC流时，设备将自动在HD并行视频输出中重新插入正确的流ID。 只更新Stream ID包的字节1和2，所有其他字节都设置为全零。 可以从寄存器INS_ID_BYTE1_REG和INS_ID_BYTE_2_REG中读取重新插入的字节1和2数据。 字节1和2可以分别从位于寄存器INS_ID_BYTE_REG [1：2]中的位INS_ID_BYTE [1：2]进行编程。 根据下面的表4-11解释流ID包的字节1。

类型1分组定义8位数据块号（DBN）序列，用于区分具有相同DID的连续分组。 DBN简单地随着相同DID的每个分组递增，在0和15之间。对于类型2分组，定义了8比特辅助数据ID（SDID）字，其可以用于表示具有相同DID的有效载荷的变体。

。例如，具有用于表示错误数据的DID的分组可以使用唯一SDID来区分不同的错误类型。在DBN或SDID之后，下一个数据字是8位数据计数（DC）。该字必须设置为DC后面的用户数据字（UDW）的数量，且不得超过16（最大有效负载大小）。辅助数据包的最后一个字是9位校验和（CS）。 CS值必须等于DID的九个最低有效位，DBN或SDID，DC和数据包中的所有用户数据字（UDW）之和的九个最低有效位。对于HD视频格式，辅助数据包仅从Luma信道中提取。

 

 

 

 

 

 

 

本应用笔记描述了一种确定GV7704 Quad HD-VLC接收器是否被锁定以及传入格式是什么的方法。 GV7704通常与GV7700发射器一起使用，它自动插入流ID包（不要与ST 352有效载荷ID混淆）。这些数据包由HDcctv联盟定义，并指示正在传输的视频格式。

但是，如果源发送器未插入流ID包，则GV7704必须使用其他方法来确定输入信号的格式。此业务情景包含在本应用笔记中。

图A显示了格式和锁定检测的流程图。流程图的第一阶段使用Stream ID数据包来确定传入格式。表A显示了格式到Stream ID字节值的映射。

有关更多信息，请参阅GV7704数据表（PDS-060376）的流ID包提取部分。有关Stream ID数据包定义的更多信息，请参阅HDcctv标准S2001  -  2012-03。

流程图的第二阶段确定输入信号是否为标准清晰度（未压缩270Mb / s）。虽然GV7704可以检测标准清晰度，但它不支持串并转换或其他功能。

该流程图的最后阶段是针对不包括流ID分组的输入信号。

同样，表A可用于将GEN_PUR​​POSE_17_REG中的数字值映射到其对应的格式。请注意，GEN_PUR​​POSE_17_REG中报告的标准将除以1.001标准。这是由于光栅测量不能区分整个标准和除以1.001标准。

 

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