数字视频标准二

2.    常用数字视频标准

2.1 BT656

    首先要理解模拟PAL/NTSC的视频信号的波形：

    要进行视频的数字传输，首先我们要将模拟视频信号数字化，获得每个像素的YUV值，一般采用YUV422格式，仅仅传输图像数据还不行，还要传输行同步、场同步、奇偶场信号、以及每行图像什么时候开始的，什么时候结束的。这样在接收端才能正确接收和理解数据，并获得视频的重现。

     SAV（有效视频开始）和EAV（有效视频结束）码，反映了模拟视频的同步信号。由前导符FF、00、00开始，这三个字节的前导符在视频数据中是不可能存在的，XY为状态字，每一位定义如下：

         有时我们会看到BT.601，其与656的差别不过是数据流中缺少了同步信息，所以，必须另外有HS、VS、FIED、DE等同步信息才能完整传输数字视频。

         大部分情况我们使用8bit的BT656，标准本身是支持10bit的。

         BT656主要是针对PAL/NTSC等标清视频。时钟频率是27MHz。注意采样频率灰度为12.5MHz，色度为6.25MHz。

         随着高清视频的发展的需要，又推出了BT1120标准，它与BT656是类似的，只不过时钟频率更高了，以适合高清视频的传输。

2.2 OpenLDI和CameraLink

2.2.1 OpenLDI

OpenLDI：Open LVDS Display Intrerface是通过LVDS信号来传输视频。

先了解一下LVDS：Low-voltage differentialsignaling. 低电压差分信号。

  

          LVDS能带宽极高，可达数G。

         模拟VGA信号的时序：

         OpenLDI有以下几种传输方式：

         （1）18bit单像素非平衡

（2）24bit单像素非平衡

（3）18bit双像素非平衡

（4）24bit双像素非平衡

（5）18bit单像素平衡模式

         平衡模式，是每个周期除了像素和控制信息外，还增加了一位，这一位叫直流平衡位（DCBAL：DC Balance）。DCBAL位的目的是使得信号线上的直流偏置最小，为了最小化直流分量，是需要对传输的数据进行修改才能实现的。如果数据没有被修改的周期，DCBAL=0，否则，DCBAL=1。

         类似还有24bit单像素平衡模式、以及双像素的18bit、24bit平衡模式。

         因为平衡模式我们使有的比较少，具体算法不在这里介绍。可参考有关文档。

         OPENLDI的时钟可能不高，但是数据线上的频率却很高，这是需要注意的。

2.2.2 CameraLink

2.2.2.1 概述

         OpenLDI标准定义了视频传输的方式，在此基础上添加一些控制信号、通讯、所使用的连接器定义，由此构成可CameraLink标准。CameraLink最大时钟频率就是85MHz

CameraLink有5种配置：因为视频的分辨率越来越高，也即像素时钟越来越高，比如单色640x480@60Hz的点频是25.175MHz（Lite），彩色1024x768@60Hz点频是65MHz（Base），彩色1280x1024@60Hz点频是108MHz（Medium），所以，不同的配置是为了满足不同分辨率和精度的视频传输的要求。相当于车速不变，增加车道以提高车流量。

l  Lite：支持10bit，端口A、B，1个电缆连接器

l  Base：支持24bit，端口A、B、C，1个电缆连接器

l  Medium：支持48bit，端口A、B、C、D、E、F，2个电缆连接器

l  Full：支持64bit，端口A、B、C、D、E、F、G、H，2个电缆连接器

l  80 Bit。支持80bit，端口A、B、C、D、E、F、G、H、I、J，2个电缆连接器

连接器定义：

CameraLink的信号：

除了数据通道，还有：

（1）4个使能信号：

l  FVAL：帧有效（FVAL），高有效，表示有效行。

l  LVAL：行有效，高有效，表示有效像素

l  DVAL：数据有效，高表示数据有效。对80bit配置，这个信号用来传输数据。

l  Spare：备用。对80bit配置，这个信号用来传输数据。

（2）对Base/Medium/Full/80bit配置，还有下面摄像机控制信号：CC1、CC2、CC3、CC4。而对Lite配置，仅有CC一个控制信号。

（3）通讯：波特率至少9600，1个起始位，1个停止位、无奇偶校验、无握手信号。

l  SerTFG：串行通讯差分对，去帧捕捉器。对Lite配置，这个信号被分配在一个携带图像数据的差分对上。见位分配。

l  SerTC：串行通讯差分对，去摄像机。

端口（Port）的概念：一个端口是8bit宽，从信号连接的角度来说，1个端口可传输8bit的数，但是到底这8bit数是什么并没有规定。

Tap的概念：Tap表示一个类型的数据，比如：Red数据、Green数据、或Blue数据、灰度数据，或偶像素数据、或奇像素数据。比如：

1)       用一个Base配置来传输24bit的RGB，RGB的每个数据是8bit，那么我们就说是3个TAP，每个TAP是8bit。

2)       如果我们用一个Medium配置来传输双像素RGB，RGB数据是8bit，那么我们就说是6个TAP，每个TAP是8bit。

3)       如果我们用Lite配置来传输黑白图像，亮度用10bit数来表示，那么，我们说1个TAP，每个TAP是10bit。

CameraLink标准应该对如下一些内容作出明确定义：

1)       我们知道要传输的图像数据是由一个或多个Tap组成的，先要定义这些Tap的每一位是如何分配在Port上的，这就是第2.2.2.1节定义的位的分配（Bit Assignment）。

2)       然后要定义Port的每一位及LVAL、FVAL、FVAL、SPARE处于LVDS时钟周期的哪个相位，也就是是Port每一位与收发器的RX/Tx脚位之间的关系。这个问题在2.2.2.2节位的位置（Bit Allocation）中定义。

3)       标准还要定义每个Port位于哪个通道连接，或者说哪个芯片上，或者说是在X连接通道上，还是Y、Z连接通道上？这一点由第2.2.2.3节的配置的框图来定义。

2.2.2.1位的分配（Bit Assignment）

2.2.2.2位的位置（Bit Allocation）

2.2.2.3硬件路由和框图