数字视频光端机方案设计

这是 2009-03-08 15:40:01 写在EDNCHINA文章，由于EDN变更，现移到这里来，在以后的一段时间内将分享我在光端机设计中的一些心得，如:如何设计低成本的光端机，设计标清光端机，设计SDI光端机，以及设计高清光端机，还有一些如何设计复杂多功能光端机，敬请期待！

　　好久没有来这里写博客了，最近一直在设计数字视频光端机，虽说光端机在在市场上已经是比较成熟的产品，但由于我先前没有接触过FPGA/CPLD开发，所以在开发设计这方案之前还是花了不少的时间．

　　首先我找了一对现在市面上比较常用且稳定的机器作为我的开发前的参考设计，毕竟这样可以节省很多时间，这款样机使用的XILINX的XC9572XL作为主控芯片，于是就开始学习XILINX的ISE 10.1集成开发环境，VHDL语言的学习．

　　下面我就来说说在我设计的这款光端机上所使用的主要芯片以及相关的参数．

　　发送端：

　　主控芯片:XILINX  XC9572XL-10TQG100C

        光模块：ALLRAY ATR-B60XX(C)

　　AD芯片：ADI AD9280

        RS485转换：SP485

　　并串联转换：TI  SN65LV1023A

　　接收端：

　　主控芯片：XILINX  XC9572XL-10TQG100C

        光模块：ALLRAY ATR-B60XX(C)

　　DA芯片：ADI  AD9708

　　RS485转换：SP485

　　串并联转换：TI SN65lV1224B

　　以上这些就是在光端机中使用到的主要芯片，相关资料我会传到附件中。

　　视频部分VHDL编写，电路中使用是54MHZ有源晶振作为时钟源，选择54MHZ作为时间源是考虑到以后设计多路时需要采样频率高的情况，54MHZ输入四分频后13MHZ作为数据AD的采样频率，因为AV信号频率在0-6MHZ，采样频率必须大于等于输入频率的2倍以上，所以本设计中选择了13MHZ的采样速度。采样的数据通过CPLD送入并串联转换芯片输入到光模块，传输到光纤中。接收端通过光模块接收来到光纤信号，接收后再送到串并联转换芯片传到CPLD，CPLD将视频数据再送入DA转换成模拟AV信号，这样就可以显示了。

　　反向数据部分VHDL编写，设计的这款光端是带1路的反向数据，输入的信号是RS485信号，通过SP485转换成TTL电平加入校验位输入CPLD，CPLD将数据调制成曼彻斯特编码通入光模块的上行通道传入光纤，光端机发射端的光模块接收到反数据转换成TTL电平输入CPLD，CPLD再曼彻斯特解码后，将解出来的数据校验后，数据送入RS485芯片转换成485信号输出。

　　当然在做反向数据传输器需要有几个问题需要解决，第一个应该就是编解码，这可以在网上找到相关的资料，资料很多，不再一一列出。第二就是485信号转换成TTL电平后的采样速度，如果采样慢了，485信号就不能高速传输，采样快了，可能误码率变高，考虑到以上两点，我选取54MHZ/8采样速度，就是说，采样一个点，我使用了8个时钟周期。经测试基本不会产生误码。