高速视频信号的光纤传输系统设计

　　2 硬件设计

　　系统的硬件设计主要包括光纤传输单元、PCI传输单元和控制单元三部分。

　　2.1 数字光纤传输单元设计

　　数字光纤传输单元主要完成串并行数据的复用与解复用功能。设计中采取数据通信中的CIMT(Conditional-Invert Master Transition)信道编码方式对数据进行编码。图3显示CIMT码的格式。

　　CIMT码有三种帧形式:数据帧、控制帧和填充帧。数据帧和控制帧的格式如图3(a)所示,可以发送任意需要传送的数据和控制信息,每一帧都以C-Field(Coding Field)开始,其后接着D-Field(Data Field)。其中D-Field组成的数据位可以是十六位或二十位,本系统采用二十位数据;控制位(C-Field)由四位数据码组成,接收端可以此提取并锁定数据的类型与状态。填充帧是在发射端没有数据信号时以及发射端和接收端建立连接时产生。在三种帧的主瞬变点处是接收端恢复时钟信号的参考点。本系统中选用Aglient公司的HDMP-1022和HDMP-1024作为CIMT码的复用与解复用主要芯片,HFCT-5208作为光发射和光接收器来实现点对点的光纤传输设计。

　　在光发射端设计中采用HDMP-1022的Double-Frame模式实现40路数据的传输,通过二级复用扩展其并行数据的容量为40路。数据在同一时钟控制下同时被复用成一路的高速信号,同时生成另一路按位取反的信号,最后通过其CIMT编码器输出推动光发射器。图4为以Double-Frame方式复用发射的时序图。其中CLOCK(15MHz)是单路数据采集时钟,FLAG表示奇偶场,CAV和DAV表示数据帧和控制帧的控制位,C0～C39表示输入的40路信号,D0～D19是CIMT码的D-Field数据,STRBOUT(30MHz)为芯片锁相后的倍频时钟。